Elle a consacré le début de sa carrière à la cognition sociale dans l'autisme[3]. Ses travaux actuels intègrent la psychologie, l'économie et les politiques publiques. En 2020, Elle a été lauréate de la Fondation pour les sciences sociales[4]. Elle est l'autrice de plus de 50 articles scientifiques et d'un livre, avec Mathieu Perona, aux éditions Odile Jacob, Homo Sapiens dans la cité : mettre la psychologie au service des politiques publiques[5],[6].
Coralie Chevallier a été vice-présidente formation de l'Université PSL de 2021 à 2023[7]. Dans ce rôle, Coralie Chevallier a renforcé la pluridisciplinarité au sein des licences de l'Université avec les créations d'un parcours en « Science pour un monde durable »[8] et un autre mêlant sciences des données, arts et cultures, en partenariat avec le lycée Louis-le-Grand[9]. Elle a également contribué au lancement de l'Institut d'action publique, en partenariat avec l'INSP, avec l'ambition de former des "scientifiques pour l'action publique"[10].