2001 erhielt sie die Venia Docendi und wurde außerordentliche Professorin für Pharmakologie und Toxikologie, 2002 wurde sie auf diesem Gebiet Fachärztin. An der 2004 aus der Universität Wien ausgegliederten Medizinischen Universität Wien wurde sie 2007 Professorin und an der Veterinärmedizinischen Universität Wien (VetmedUni) 2010 Institutsleiterin.[1] Von 2016 bis 2020 fungierte sie als Senatsvorsitzende der VetmedUni.[4] Am 5. Juli 2022 wurde sie vom Universitätsrat der Universität Innsbruck als Nachfolgerin von Tilmann Märk zur Rektorin der Universität Innsbruck für eine vierjährige Funktionsperiode ab dem 1. März 2023 gewählt.[5] Anfang September 2024 wurde Sexl zur Stellvertreterin der Vorsitzenden der Tiroler Hochschulkonferenz, Regine Mathies, ernannt.[6]
In ihrer wissenschaftlichen Arbeit beschäftigt sie sich unter anderem mit der Krebsforschung mit Schwerpunkt auf Leukämien. Sie erhielt einen Advanced Grant des European Research Councils (ERC), um neue Möglichkeiten der Krebstherapie mit Hilfe des Enzyms CDK6 aufzuzeigen.[4]