Solomon commence à s'intéresser à la science dès son enfance, en regardant l'émission The Undersea World (Le Monde sous-marin) du Commandant Cousteau[2]. Au lycée, elle obtient une troisième place à un concours national des sciences grâce à un projet mesurant le pourcentage d'oxygène dans un mélange de gaz[2].
En 1986 et 1987 elle dirige une expédition étudiant le trou dans la couche d'ozone dans le détroit de McMurdo en Antarctique[3]. Son équipe trouve des niveaux d'oxyde de chlore dans l'atmosphère plus élevés que prévu, créés par les chlorofluorocarbures (CFC)[5]. Solomon démontre également que les volcans peuvent accélérer les réactions chimiques que produisent les chlorofluorocarbures dans l'atmosphère, et ainsi augmenter les dégâts causés à la couche d'ozone[5]. Son travail est à la base du Protocole de Montréal de Organisation des Nations unies, un accord international visant à protéger la couche d'ozone en limitant et régulant les substances l'endommageant[2].
Elle est aujourd'hui chef du Chemistry and Climate Processes Group de la division des sciences chimiques du National Oceanic and Atmospheric Administration. Elle a aussi servi en tant que coprésidente du premier groupe de travail du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat[3].
