Elle a contribué aux programmes aéronautiques et spatiaux de la National Aeronautics and Space Administration (NASA). Réputée pour sa fiabilité dans la navigation astronomique informatisée, elle a conduit des travaux techniques à la NASA qui se sont étalés sur des décennies. En 2017, elle était encore vivante et était âgée de 99 ans. Un édifice de la NASA a été nommé en son nom. Durant cette période, elle a calculé les trajectoires, les fenêtres de lancement et les plans d'urgence de nombreux vols du programme Mercury, dont les premières missions de John Glenn et Alan Shepard, et du vol Apollo 11 vers la Lune en 1969 jusqu'au programme de la navette spatiale. Ses calculs furent essentiels à la conduite effective de ces missions. Johnson a également calculé les plans pour une mission vers Mars. En 2015, Johnson a obtenu la médaille présidentielle de la Liberté. L'année suivante, elle est intégrée dans la série « Les 100 femmes d'exception » de la BBC.