Po ukończeniu studiów Johnson rozpoczęła rezydenturę w zakresie chorób wewnętrznych i medycyny sercowo-naczyniowej w Brigham and Women’s Hospital, gdzie postanowiła specjalizować się w kardiologii. W 1990 roku została pierwszym Afroamerykaninem, który kiedykolwiek zajmował stanowisko głównego rezydenta medycznego w szpitalu.
Johnson pracowała w szpitalnej jednostce przeszczepów serca i pełniła funkcję dyrektora Quality Management Services. Jako szef Wydziału Zdrowia Kobiet, skupiła się na dostępie kobiet do opieki kardiologicznej i jakości tej opieki. Johnson skupiła się również na kształceniu i wzmacnianiu pozycji afroamerykańskich kobiet, które są o 50 procent bardziej narażone na śmierć z powodu chorób układu krążenia niż białe kobiety.
Johnson była ważnym głosem w sprawie, że mężczyźni i kobiety różnią się na poziomie komórkowym. Ze względu na różnice komórkowe, wiele chorób objawia się inaczej u mężczyzn i kobiet. Ma to istotne implikacje dla badań, leczenia i opieki nad pacjentami. Johnson był głównym autorem pracy „Sex-Specific Medical Research: Why Women’s Health Can’t Wait” (2014), z Mary Horrigan Connors Center for Women’s Health & Gender Biology at Brigham and Women’s Hospital.
„… mężczyźni i kobiety doświadczają chorób w różny sposób, a ten raport przygląda się bliżej czterem chorobom, w których jest to szczególnie prawdziwe: choroba sercowo-naczyniowa, rak płuc, depresja i choroba Alzheimera. Ostatnie dwie dekady nie tylko pokazały, że różnice płciowe istnieją, ale także przyniosły postęp naukowy, który zwiększa naszą zdolność do odkrywania przyczyn ich występowania oraz sposobów dostosowania strategii zapobiegania, wykrywania i leczenia z korzyścią zarówno dla kobiet, jak i mężczyzn. Dlatego ignorowanie tych różnic stanowi wyzwanie dla jakości i integralności nauki i medycyny.”
Tradycyjnie, badania naukowe i próby kliniczne leków i innych metod leczenia testowały mężczyzn, a nie kobiety. Brak testów na kobietach, w połączeniu z różnicami płciowymi, oznaczał, że kobiety są znacznie bardziej narażone na negatywny wpływ skutków ubocznych i różnic w reakcji na dawki, gdy leki są uwalniane na rynek. National Institutes of Health Revitalization Act z 1993 roku wymagał, aby kobiety i mniejszości były reprezentowane we wszystkich badaniach finansowanych przez NIH. Wynikające z tego dwadzieścia lat badań poparło ideę, że znaczące różnice płci występują w niektórych chorobach.
Johnson argumentuje dalej, że mężczyźni i kobiety powinni być testowani w oddzielnych próbach badawczych. Łączenie danych od mężczyzn i kobiet tak, jakby stanowili jedną populację, może przynieść wyniki, które nie mają zastosowania do żadnej z płci. Na przykład, badania zaowocowały zaleceniami, by kobiety przyjmowały tabletki nasenne Ambien w dawkach o połowę mniejszych niż dawki zalecane dla mężczyzn. W wyniku pracy Johnsona i innych, Narodowe Instytuty Zdrowia (NIH) wydały w 2014 r. nowe przepisy, wymagające, aby badania przedkliniczne uwzględniały kwestie włączenia płci i płci, aby „zapewnić, że zdrowie Stanów Zjednoczonych jest obsługiwane poprzez wspieranie nauki spełniającej najwyższe standardy rygoru.”
.