Sus estudios se han centrado principalmente en Física del Estado Sólido.

[3]​ En 1986, comenzó a ser Colaboradora Científica en el CSIC para centrarse en estudio de estos materiales.

Desde entonces y hasta la actualidad ha desarrollado siempre su actividad profesional en esta institución como Investigadora Científica entre 1990 y 2006 y como Profesora de Investigación hasta la actualidad, compaginándola con estancias en diversos centros de investigación: Internacional Centre for Theoretical Physics (Condensed-Matter Group, Trieste, Italia), University of Warick (Department of Physics.Coventry, Inglaterra), Interdisciplinary Research Center in Superconductivity (University of Cambridge, Inglaterra), Institute for Theoretical Physics, (University of California, EUA), Max Plack Institut fur Physik Complexer Systeme Dresden Alemania),International Center for Condensed Matter Physics, Universidade de Brasilia (Brasil), Kavli Institute for Theoretical Physics, (University of California, EUA), Aspen Center for Physics (Aspen, EUA).

Pilar López Sancho, al hablar sobre el grafeno en una entrevista, afirma que ha sido un descubrimiento muy importante, tanto por sus propiedades como por sus aplicaciones.

Además, refuerza su afirmación diciendo que su crítica no es una mera hipótesis sino una tesis apoyada por datos y estudios empíricos.