Gilbert memimpin pengembangan dan pengujian vaksin flu universal, yang menjalani uji klinis pada 2011. Pada awal 2020, Gilbert membaca berita tentang empat orang di China yang menderita pneumonia aneh—yang kemudian dikenal sebagai Covid-19. Dalam waktu dua minggu saja, dia memprakarsai perancangan sebuah vaksin di Oxford untuk melawan virus baru itu.
Gilbert menghabiskan waktu berjam-jam di laboratorium. Setiap hari, dia bangun jam 4 pagi dan bekerja sampai larut malam.
Pada 30 Desember 2020, vaksin corona AstraZeneca yang dia kembangkan bersama dengan Oxford Vaccine Group telah disetujui untuk digunakan di Inggris. Pada Februari lalu, penggunaan vaksin itu pun disetujui oleh Organisasi Kesehatan Dunia (WHO).
Tahun ini, Gilbert dianugerahi gelar kebangsawanan Dame Commander of the Most Excellent Order of the British Empire (DBE) dari Kerajaan Inggris, atas jasanya pada ilmu pengetahuan dan kesehatan masyarakat.
Pada tahun ini pula, perempuan itu juga dianugerahi Penghargaan Putri Asturias untuk kategori penelitian ilmiah.