[1]​ Realizó sus primeros estudios en Ferrol y el bachillerato en el instituto Concepción Arenal en la misma ciudad.

En 1942 nació su hija Ángeles Leira Alvariño, arquitecta y urbanista radicada en Estados Unidos.

Tras doctorarse en 1951, varios años de investigaciones en Europa, colaboraciones con el Consejo Británico y una beca Fulbright se trasladó a Estados Unidos donde realizó la mayoría de sus investigaciones en el Instituto Oceanográfico Scripps.

Allí la siguió su marido, afincándose en este país al conseguir ella la nacionalidad norteamericana.

En el IEO comenzó investigando el porqué de las incrustaciones marinas en los barcos y después se centró en el estudio del zooplacton.

Se mudó a esta ciudad gallega donde continuó estudiando el plancton, como ayudante de laboratorio.

Este trabajo se vio reflejado en sus primeras publicaciones en los boletines del IEO entre 1951 y 1957.

[8]​ Un año más tarde consiguió una Beca Fulbright para investigar en el Institución Oceanográfica de Woods Hole en Massachusetts.

En este centro conoció a Mary Sears, presidenta del primer congreso oceanográfico de los Estados Unidos y experta en zooplancton que, impresionada con su obra, la apoyó para trabajar en el Instituto Scripps de Oceanografía en La Jolla, California[1]​ Sears contactó con su director, Roger Revelle, para recomendarle a Ángeles Alvariño.

Se dedicó a especies de medusas, sifonóforos, quetognatos e hidromedusas.

[2]​ Las especies que describió como nuevas fueronː[12]​ La abreviatura Alvariño se utiliza para indicarla como autoridad en la descripción y taxonómica.

Se trata de un proyecto que sería terminado y traducido por su hija Ángeles Leira Alvariño.