Rósa Björk útskrifaðist sem líffræðingur frá Háskóla Íslands vorið 1981. Hún fór í framhaldsnám í sameindalíffræði við Árósarháskóla þá um haustið og lauk cand. scient prófi þaðan vorið 1986. Áður en Rósa Björk sneri heim vann hún nokkra mánuði á sameinda- og plöntulífeðlisfræðideild Árósarháskóla. Fljótlega eftir heimkomuna hóf hún störf á meinafræðideild Landspítala og hefur unnið þar síðan. Undanfarin ár hefur hún veitt forstöðu einingu sem sér um sameindameinafræðilegar þjónusturannsóknir á sýnum frá krabbameinssjúklingum og sameindaerfðafræðilegar vísindarannsóknir á krabbameini í brjóstum og blöðruhálskirtli.
Rósa Björk hefur verið mjög virkur vísindamaður, hefur haft umsjón með umfangsmiklum rannsóknum og tekið þátt í mörgum alþjóðlegum samstarfsverkefnum. Hún hefur skrifað og verið meðhöfundur á fjölda greina sem birst hafa í erlendum tímaritum og tilvitnanir í þessar greinar skipta þúsundum. Markverðustu vísindaniðurstöður Rósu Bjarkar og samstarfsfólks hennar tengjast brjóstakrabbameini og meðfæddri áhættu til myndunar meinsins. Þau taka þátt í alþjóðlegu samstarfi um leit og einangrun brjóstakrabbameinsgena sem hafa m.a. leitt til einangrunar brjóstakrabbameinsgenanna BRCA1 og BRCA2.
Rósa Björk hefur verið leiðbeinandi nemenda við rannsóknarverkefni bæði innan læknadeildar og líffræðideildar Háskóla Íslands. Þá hefur hún ritrýnt fjölda greina fyrir ýmis erlend fagtímarit og tekið þátt í mörgum nefndarstörfum sem fulltrúi vinnustaðar síns eða sérsviðs. Rósa Björk hefur setið í fagráði Rannís í heilbrigðis- og lífvísindum, í vísindaráði Landspítala og var til margra ára fulltrúi Íslands í European Cooperation in Science and Tehnology (COST).
Árið 2005 hlaut Rósa Björk nafnbótina klínískur prófessor við læknadeild Háskóla Íslands. Hún var útnefnd heiðursvísindamaður Landspítala árið 2009.