1987–1988 – na tej samej uczelni po ukończeniu studiów medycznych otrzymała tytuł lekarza. Jeszcze podczas studiów, w marcu 1987, odbyła szkolenie w Zakładzie Medycyny Podwodnej (Diving Medicine Departament) należącym do Eksperymentalnej Jednostki Nurków Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych (United States Navy Experimental Diving Unit). W 1988 ukończyła roczne studia podyplomowe z zakresu pediatrii w National Naval Medical Center w Bethesda.
1989–1991 – w 1989 odbyła szkolenie specjalistyczne w zakresie medycyny podwodnej (m.in. dla oficerów medycznych-nurków) w Naval Undersea Medical Institute w Groton oraz Naval Diving and Salvage Training Center w Panama City na Florydzie. Następnie rozpoczęła czynną służbę wojskową, otrzymując powołanie na funkcję szefa Oddziału Medycznego 14. eskadry okrętów podwodnych (Submarine Squadron 14 Medical Department Head) w Holy Loch w Szkocji. W tym czasie także schodziła pod wodę wraz z płetwonurkami z US Navy oraz SEALs, uczestnicząc w akcjach podejmowania chorych lub poszkodowanych z jednostek podwodnych.
1991–1996 – w 1991 przeszła półroczne szkolenie specjalistyczne w Instytucie Medycyny Lotniczej Marynarki Wojennej (Naval Aerospace Medical Institute) w Pensacola, otrzymując status lotniczego lekarza marynarki wojennej (flight surgeon) i w tym charakterze otrzymała przydział do 211. morskiej eskadry szturmowej (Marine Attack Squadron 211), wyposażonej w samoloty AV-8B Harrier II i stacjonującej w bazie w Yumie. Później w ramach tego samego zgrupowania lotniczego awansowała na funkcję szefa lekarzy 13. morskiej grupy lotniczej (Marine Aircraft Group 13). Następnie – do czasu przejścia do NASA – służyła w 86. eskadrze szkolnej (Training Squadron 86) w bazie Pensacola na Florydzie.
Praca w NASA i kariera astronautki
1996–2000 – 1 maja 1996 została zakwalifikowana do szesnastej grupy astronautów NASA, a w sierpniu rozpoczęła zajęcia w Centrum Lotów Kosmicznych im. Lyndona B. Johnsona (JSC) w Houston. Po zakończeniu dwuletniego szkolenia podstawowego uzyskała uprawnienia specjalisty misji. Od 1997 do 2000 pracowała w dziale ds. przestrzeni ładunkowej i mieszkalnej wahadłowca (Payloads/Habitability Branch) w Biurze Astronautów NASA. 28 września 2000 została powołana do załogi STS-107 w charakterze specjalisty misji.
2003 – 16 stycznia poleciała w kosmos na pokładzie wahadłowca Columbia, którym dowodził Rick Husband. Załogę wyprawy STS -107 tworzyli ponadto: William McCool – pilot wahadłowca oraz David Brown, Michael P. Anderson, Kalpana Chawla i astronauta izraelskiIlan Ramon – specjaliści misji. Podczas blisko szesnastodniowej misji astronauci przeprowadzili 82 eksperymenty biologiczne, geofizyczne, technologiczne i fizyczne. 1 lutego podczas powrotu Columbii na Ziemię wahadłowiec rozpadł się w powietrzu. Śmierć ponieśli wszyscy uczestnicy lotu. Clark została pochowana na Cmentarzu Narodowym w Arlington, podobnie jak jej dwóch kolegów z załogi – David Brown i Michael P. Anderson.
Rodzina
Była żoną Jonathana Clarka, lekarza lotniczego pracującego w NASA. Owocem ich związku jest syn – Iain.