Magdalena Kowalska obtient en 2006 un Doctorat à l’Université de Mayence sur la spectroscopie laser des isotopes de magnésium à courte durée de vie. Entre 2007 et 2009, elle travaille en tant que boursière individuelle Marie Curie en spectroscopie de masse des isotopes radioactifs au laboratoire ISOLDE du CERN, avant d’être élue coordinatrice de la physique à ISOLDE (2009-2015), ce qui implique la coordination et la liaison avec 500 physicien-nes ainsi que la planification de 50 projets scientifiques. En 2015, elle obtient un ERC Starting Grant sur les applications au système biologique de la résonance magnétique nucléaire détectée par radioactivité bêta. En 2018-2019, Magdalena Kowalska rejoint le Département de physique nucléaire et corpusculaire de l'UNIGE en tant que professeure assistante, puis retourne au CERN en 2020.
Elle dirige ou participe actuellement à des projets dédiés à l'utilisation des isotopes radioactifs polarisés en physique fondamentale, physique nucléaire et applications en matériaux, biologie et chimie. Elle a obtenu plusieurs financements européens (ERC, FET-OPEN), nationaux (FNS) et institutionnels (applications médicales CERN). Un nouveau financement ERC lui permet de poursuivre et d'approfondir des aspects plus fondamentaux de sa recherche. Magdalena Kowalska est nommée professeure titulaire au Département de physique nucléaire et corpusculaire en juin 2023 et contribue au développement de la recherche interdisciplinaire tout en améliorant les relations scientifiques et institutionnelles avec le CERN.