1979 – ukończyła szkołę średnią (Bishop Kearney High School) w Rochester w stanie Nowy Jork.
1983 – została absolwentką Wellesley College, otrzymując licencjat z fizyki i astronomii. Po studiach wstąpiła do Sił Lotniczych Stanów Zjednoczonych.
1984 – została skierowana na wstępne szkolenie lotnicze do bazy Reese, usytuowanej k. Lubbock w Teksasie. W tym samym roku uzyskała magisterium w dziedzinie astronomii w Massachusetts Institute of Technology.
1985–1991 – po zakończonym w 1985 szkoleniu rozpoczęła służbę w bazie lotniczej Barksdale, zlokalizowanej k. Bossier City w Luizjanie. Latała samolotem KC-10. Pełniła funkcje: drugiego pilota, dowódcy oraz pilota-instruktora. Brała udział w operacjach wojennych: „Just Cause” w Panamie oraz „Desert Shield” i „Desert Storm” w Zatoce Perskiej. Wylatała ponad 200 godzin w ramach akcji bojowych i zabezpieczających.
Czerwiec 1991 – została przyjęta do Szkoły Pilotów Doświadczalnych Sił Powietrznych (Air Force Test Pilot School), mającej siedzibę w bazie Edwards w Kalifornii.
Po jej ukończeniu otrzymała przydział do grupy testującej samoloty C-17 (C-17 Combined Test Force). Służyła w niej jako pilot doświadczalny do momentu przyjęcia do korpusu astronautów NASA.
1 lutego 2007 – opuściła siły powietrzne, przechodząc w stan spoczynku.
Jako pilot wylatała ponad 6000 godzin na ponad 50 typach samolotów.
Kariera astronauty i praca w NASA
8 grudnia 1994 – została przyjęta do 15. grupy astronautów NASA.
1996 – w maju zakończyła przeszkolenie podstawowe, po którym uzyskała uprawnienia pilota wahadłowca oraz przydział do Biura Astronautów NASA. Pracowała w ekipach zabezpieczających start i lądowanie wahadłowców.
11–24 października 2000 – jako pilot wahadłowca uczestniczyła w misji STS-92.
7–18 października 2002 – była pilotem promu Atlantis podczas misji STS-112.
19 czerwca 2006 – otrzymała oficjalną nominację na dowódcę wyprawy STS-120, którą zaplanowano na październik 2007.
23 października – 7 listopada 2007 – była dowódcą piętnastodniowej misji STS-120.
W dniach 11–24 października 2000 była pilotem wahadłowca podczas misji STS-92. Wyprawą dowodził Brian Duffy. Uczestniczyli w niej także specjaliści misji: Leroy Chiao (MS-1), William McArthur (MS-2), Peter Wisoff (MS-3), astronauta japońskiKōichi Wakata (MS-4) oraz Michael Lopez-Alegria (MS-5). 14 października wahadłowiec przycumował do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Począwszy od 15 października przez trzy kolejne dni astronauci pracowali na zewnątrz ISS. W tym czasie połączyli kablami energetycznymi i telemetrycznymi moduł Unity z kratownicą oznaczoną jako Z1, zainstalowali na Unity łącznik PMA-3 (Pressurized Mating Adapter 3) oraz zamontowali na wspomnianej kratownicy kontener ze sprzętem dla astronautów pracujących na zewnątrz stacji. 20 października Discovery odłączył się od ISS. 24 października, z dwudniowym opóźnieniem spowodowanym złą pogodą, po wykonaniu 202 okrążeń Ziemi wylądował w bazie Edwards.
STS-112 (Atlantis F-26)
7 października 2002 poleciała w kosmos na pokładzie wahadłowca Atlantis – ponownie jako pilot promu – w ramach misji STS-112. W wyprawie uczestniczyli również: Jeffrey Ashby – dowódca oraz David Wolf (MS-1), Sandra Magnus (MS-2) Piers Sellers (MS-3) i Fiodor Jurczichin (MS-4) – specjaliści misji. Dwa dni później, 9 października, Atlantis połączył się z Międzynarodową Stacją Kosmiczną. Podstawowym celem, jaki miała zrealizować załoga były dalsze prace związane z rozbudową stacji. Tym razem astronauci zajęli się przede wszystkim montażem nowych elementów kratownicy. Poza tym załoga wahadłowca przeniosła na pokład ISS ponad 800 kg wyposażenia i wykonała kilka drobnych prac remontowych samej stacji. 16 października prom odcumował od stacji, ale jeszcze przez dwa dni pozostawał na orbicie. 18 października 2002 wylądował na Przylądku Canaveral.