Elegida el 20 de diciembre de 2001. Tomó posesión el 4 de junio de 2003 con el discurso titulado Genética y lenguaje. Le respondió, en nombre de la corporación, Gregorio Salvador.

Fue censora de la Junta de Gobierno desde el 11 de diciembre de 2008 hasta el 1 de diciembre de 2016.

Margarita Salas, marquesa de Canero, era doctora en Bioquímica por la Universidad Complutense; profesora ad honorem del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa del CSIC, del que fue directora (1992-1993) y profesora de investigación (1974-2008). Fue doctora honoris causa por doce universidades españolas —la última, la Carlos III de Madrid, en septiembre de 2018—. En octubre de ese mismo año la Universidad Pontificia de Salamanca aprobó concederle el mismo galardón. Fue miembro de la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales.

Fue discípula de Alberto Sols en España y de Severo Ochoa en Estados Unidos, junto a su marido el también investigador Eladio Viñuela (1937-1999). Entre sus numerosos proyectos de investigación, el más conocido, y al que ha dedicado gran parte de su vida profesional, es el relacionado con el virus bacteriano phi29, en el que trabaja desde 1967.

Fue profesora ad honorem de Genética Molecular de la Universidad Complutense (1968-1992).

Formó parte del Comité Científico Asesor del Max-Planck Institute für Molekulare Genetik de Berlín (1989-1996) y del Instituto Pasteur (2001). Fue también presidenta del Instituto de España (1995-2003) y de la Fundación para la Investigación Biomédica del Hospital Gregorio Marañón (2001-2004). Desde 1997 es presidenta de la Fundación Severo Ochoa  y  es vocal de la Fundación Carmen y Severo Ochoa.

En 2007 se convirtió en la primera mujer española que ingresó en la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos. También pertenece a la European Molecular Biology Organization, a la Academia Europaea, a la American Academy of Microbiology y a la American Academy of Arts and Sciences.

Su intensa y larga carrera como investigadora ha sido reconocida con numerosas distinciones, como el Premio Rey Jaime I de Investigación (1994), el Premio de Investigación e Innovación Tecnológica de la Comunidad de Madrid (1998) y el Premio Nacional de Investigación Santiago Ramón y Cajal (1999). Ha recibido, asimismo, la Medalla del Principado de Asturias (1997), la Medalla de Oro de la Comunidad de Madrid (2002), la Medalla de Honor de la Universidad Internacional Menéndez Pelayo (2003), la Gran Cruz de la Orden Civil de Alfonso X el Sabio (2003), la Medalla de Honor de la Universidad Complutense (2005) y la Medalla de Oro del Mérito al Trabajo (2005). En octubre de 2014 el Consejo General de Colegios Oficiales de Químicos de España le concedió el Premio a la Excelencia Química. En 2015 fue nombrada Asturiana Universal.

En 2008 depositó en la Caja de las Letras del Instituto Cervantes dos cuadernos con la investigación realizada en el laboratorio de Severo Ochoa en la Universidad de Nueva York.

Desde junio de 2016 forma parte del Consejo Rector de la Agencia Estatal de Investigación. 

El 18 de julio de 2016 inauguró la XVII Escuela de Biología Molecular Eladio Viñuela, que ella misma dirige en los cursos de verano de la Universidad Internacional Menéndez Pelayo. 

En noviembre de 2016 la Universidad de Burgos la propuso como doctora honoris causa de la institución. 

El 7 de marzo de 2017 Margarita Salas recibió el premio especial «Talento sin género», entregado en Madrid por la asociación Eje&Con.

El 21 de noviembre de 2017 recibió la Medalla Echegaray 2016, galardón concedido por la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales.

• Entrevista [audio]. BBVA, 22 de febrero de 2019.
• Entrevista. El Comercio, 2 de abril de 2018. 
• «La sociedad española tiene la obligación ineludible de invertir en investigación». Heraldo de Aragón, 8 de noviembre de 2016.
• «Es difícil que en España surja ahora un Ochoa o un Ramón y Cajal». El Cultural, 4 de noviembre de 2016.
• «Necesitamos triplicar el presupuesto en ciencia». El Mundo, 20 de julio de 2016.
• Entrevista. Diariocrítico.com, 20 de julio de 2016.
• «Conocer la base molecular permitiría prevenir y curar». El Norte de Castilla, 10 de febrero de 2016.
• «Un Ministerio de Ciencia es esencial». El País, 6 de diciembre de 2015.
• «Cuando era joven me discriminaban por ser mujer, ahora me siento discriminada por ser mayor». Jot Down, junio de 2015.
• «La muerte me asusta». Ideal, 2 de junio de 2015.
• «Estamos perdiendo una generación de investigadores». Heraldo de Aragón, 21 de abril de 2015.
• «Las mujeres de la Real Academia Española toman la palabra». ABC, 16 de junio de 2014.
• Entrevista [vídeo]. Pienso, luego existo, TVE, julio de 2013.
• Confesiones entre ciencia y literatura. Conversación con la escritora Rosa Montero. El País, 22 de junio de 2013.
• Autobiografía intelectual [vídeo y audio]. Conversación con la académica Soledad Puértolas en la Fundación Juan March, 10 de enero de 2012.
• Entrevista [vídeo] en Canal cultura, RTVE, diciembre de 2009.

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Toma de posesión [vídeo]: Genética y lenguaje, 4 de junio de 2003.

La elección de Margarita Salas en El País, ABC, 20 y 21 de diciembre de 2001.

El ingreso académico de Margarita Salas en El País, El Mundo, ABC y La Vanguardia, 5 de junio de 2003.