Fernández-Sesma nació en Cáceres en 1965, y con cinco años se trasladó a Béjar.
[1][4] Una vez en Nueva York, trabajó en dos laboratorios, el del doctor Peter Palese, donde aprendió sobre virología molecular, y el del doctor Thomas Moran, en el que estudió a fondo todo lo que rodea a la inmunología.
[4] En su laboratorio, estudian la modulación de la inmunidad innata frente a virus como los del dengue (DENV) y la gripe (IAV), entre otros, utilizando sistemas humanos primarios tales como las células dendríticas, macrófagos y amígdalas.
Además, el Blue Ridge Institute for Medical Research (BRIMR) la considera la mejor investigadora femenina en proyectos de microbiología financiados por el NIH en Estados Unidos.
[9][10] En 2023 fue distinguida con el VI Galardón Camino Real, reconocimiento de aquellos españoles que desempeñan su labor en EE. UU.