现任北京大学工学院院长、国家杰青、长江学者、北京交叉科学学会副理事长、中国力学学会常务理事和女工委主任、ASME Fellow、IUTAM Symposia Panel for Solid Mechanics委员。

长期从事界面力学和流固耦合力学研究，她突破非线性、多相、多尺度和稳定性等难题和挑战，形成了跨越“微-细-宏”观多尺度、涵盖“气-液-固”多相的界面力学新理论和新方法，取得了具有国际影响的创新成果。段慧玲作为第一完成人获国家自然科学奖二等奖（2020）和教育部自然科学奖一等奖（2016）；并获全国创新争先奖状（2023）、中国青年科技奖（2016）、中国青年女科学家奖（2014）、全国三八红旗手（2022）、宝钢基金会优秀教师特等奖（2022）、徐芝纶力学奖（2023）等荣誉。研究成果入选“十三五”国家自然科学基金资助项目优秀成果选编。2012年获得国家杰出青年科学基金，2014年入选长江学者特聘教授，2020年入选美国机械工程师学会会士（ASME Fellow）。

2023年当选中国科学院院士。