Na haar afstuderen begon Johnson aan een opleiding interne geneeskunde en cardiovasculaire geneeskunde in het Brigham and Women’s Hospital, waar ze besloot zich te specialiseren in cardiologie. In 1990 werd ze de eerste Afro-Amerikaanse ooit die de positie van chef medische resident in het ziekenhuis bekleedde.
Johnson werkte in de harttransplantatie-eenheid van het ziekenhuis en diende als directeur van Quality Management Services. Als hoofd van de Division of Women’s Health richtte ze zich op de toegang van vrouwen tot cardiologische zorg en de kwaliteit van die zorg. Johnson heeft ook veel van haar werk gericht op het opleiden en empoweren van Afro-Amerikaanse vrouwen, die 50 procent meer kans hebben om te sterven aan hart- en vaatziekten dan blanke vrouwen.
Johnson is een belangrijke stem geweest in het bepleiten van het feit dat mannen en vrouwen verschillen op cellulair niveau. Door cellulaire verschillen manifesteren een aantal ziekten zich anders bij mannen en vrouwen. Dit heeft belangrijke gevolgen voor onderzoek, behandeling en patiëntenzorg. Johnson was de hoofdauteur van “Sex-Specific Medical Research: Why Women’s Health Can’t Wait” (2014), van het Mary Horrigan Connors Center for Women’s Health & Gender Biology in het Brigham and Women’s Hospital.
“… mannen en vrouwen ervaren ziekte anders en dit rapport kijkt nauwgezet naar vier ziekten waar dit vooral het geval is: hart- en vaatziekten, longkanker, depressie en de ziekte van Alzheimer. De afgelopen twee decennia hebben niet alleen aangetoond dat er sekseverschillen bestaan, maar ook wetenschappelijke vooruitgang opgeleverd die ons beter in staat stelt te ontdekken waarom deze verschillen zich voordoen en hoe we preventie-, opsporings- en behandelingsstrategieën kunnen aanpassen ten behoeve van zowel vrouwen als mannen. Daarom is het negeren van deze verschillen een uitdaging voor de kwaliteit en integriteit van de wetenschap en de geneeskunde.”
Traditioneel worden in onderzoeksstudies en klinische tests van geneesmiddelen en andere behandelingen mannen getest, geen vrouwen. Het gebrek aan testen op vrouwen, in combinatie met sekseverschillen, heeft ertoe geleid dat vrouwen veel vaker negatieve gevolgen ondervinden van bijwerkingen en verschillen in reactie op doseringen wanneer geneesmiddelen op de markt worden gebracht. De “National Institutes of Health Revitalization Act” van 1993 eiste dat vrouwen en minderheden vertegenwoordigd zouden zijn in elk onderzoek dat door de NIH werd gefinancierd. De daaruit voortvloeiende twintig jaar van onderzoek hebben het idee ondersteund dat significante sekseverschillen bij sommige ziekten voorkomen.
Johnson betoogt verder dat mannen en vrouwen in afzonderlijke onderzoeksproeven moeten worden getest. Het combineren van gegevens van mannen en vrouwen alsof ze één populatie vormen, kan resultaten opleveren die op geen van beide seksen van toepassing zijn. Onderzoek heeft bijvoorbeeld geleid tot aanbevelingen aan vrouwen om doses van de slaappil Ambien te nemen die de helft zijn van de doses die voor mannen worden aanbevolen. Als gevolg van het werk van Johnson en anderen heeft de National Institutes of Health (NIH) in 2014 nieuwe voorschriften uitgevaardigd, die vereisen dat preklinisch onderzoek kwesties van geslachts- en genderinclusie aanpakt, om “ervoor te zorgen dat de gezondheid van de Verenigde Staten wordt gediend door het ondersteunen van wetenschap die voldoet aan de hoogste normen van strengheid.”