Mottok i 2014 Nobelprisen i medisin (fysiologi) sammen med sin daværende mann, Edvard I. Moser og John O'Keefe, for forskning på hukommelse. Ingen i Norge har fått Nobelprisen i medisin tidligere. Samme år ble hun også tildelt storkorset av St. Olavs Orden for forskningen sin.
Moser er utdannet psykolog, og tok doktorgraden på nevrofysiologi i 1995, ved Universitetet i Oslo. Året etter kom hun til NTNU og etablerte et eget hjerneforskningslaboratorium, senere kjent som Moser-miljøet, med status som Senter for fremragende forskning. Fra 2000 har hun vært professor i nevrovitenskap. May Britt og Edvard I. Moser har forsket på hukommelse og evnen til å orientere seg i et landskap. Funnet av nervecellene, kalt gitterceller, ble et gjennombrudd i arbeidet deres i 2005. Gittercellene er viktig for både stedsans og orienteringsevne.
Moser har fått en lang rekke hedersbevisninger for sin forskning. Som første norske ble hun bl.a. medlem av det amerikanske forskingsakademiet i 2014. Mange nasjonale priser har hun også mottatt, bl.a. Gunnerusmedaljen, Det Kongelige Norske Videnskabers Selskabs høyeste utmerkelse. May-Brutt Moser er født i Fosnavåg på Sunnmøre, og er mor til to jenter.