Rattachée au Centre d'études européennes et de politique comparée de Sciences Po (CEE), elle est responsable de la série « Contester » auxPresses de Sciences Po, consacrée aux transformations de l'action collective.
Elle est recrutée auCNRS en 1974 et est affectée auCEVIPOF (Centre d'étude de la vie politique française, devenu Centre de recherches politiques de Sciences Po), qu'elle quitte en 2009 avec une quinzaine de chercheurs du centre pour rejoindre leCentre d'études européennes de Sciences Po, devenu depuis Centre d'études européennes et de politique comparée[6]. Actif au sein de cette l'école, elle fait partie à partir de 2004 du comité des acquisitions de labibliothèque de Sciences Po[7].
Entre 2010 et 2012, elle dirige avec Olivier Dabène le département de science politique de l'IEP de Paris[8].
Elle est candidate, en 2021 à la présidence de laFondation nationale des sciences politiques[12]. Cette candidature est contestée par un collectif, l'Observatoire du décolonialisme, qui estime, dans un article non signé publié sur son site, que les recherches de Nonna Mayer donneraient« une caution scientifique à la notion « d’islamophobie » »[12]. Le conseil d’administration de l’Association française de science politique pour sa part condamne la forme des « attaques » dont sa candidature est l'objet[12] ainsi que l'Association américaine de science politique (APSA). Sa candidature est écartée le[13].
Ses recherches portent sur lasociologie électorale et la participation politique, sur leracisme et l’antisémitisme. Elles s'articulent autour de trois axes : la dynamique électorale duRassemblement National et des droites radicales populistes en Europe ; les transformations du racisme et de l’antisémitisme (à partir des données de laCNCDH) ; les relations entre minorités et population majoritaire et entre minorités (en particulier entre juifs et musulmans)[6],[9].
(en codirection avecGeorges Lavau etGérard Grunberg,L'univers politique des classes moyennes, Paris, Presses de la Fondation nationale des sciences politiques, 1983(ISBN2-7246-0475-X).
(en codirection avec Daniel Boy),L'électeur français en questions, CEVIPOF, Paris, Presses de la Fondation nationale des sciences politiques, 1990(ISBN2-7246-0578-0).
(dir.),Les modèles explicatifs du vote, Table-ronde de l'Association française de science politique, 23-26 avril 1996, Aix-en-Provence, Paris/Montréal, L'Harmattan, 1997(ISBN2-7384-5244-2).
(en codirection avec Daniel Boy),L'électeur a ses raisons, Paris, Presses de Sciences Po, 1997(ISBN2-7246-0724-4).
Ces Français qui votent FN, Paris, Flammarion, 1999.(ISBN2-08-067323-8) ; rééd. augmentée en 2002 sous le titreCes Français qui votent Le Pen(ISBN2-08-068387-X).
(en codirection avec Gérard Grunberg et Paul M. Sniderman),La démocratie à l’épreuve. Une nouvelle approche de l’opinion des Français, Paris, Presses de Sciences Po, 2002(ISBN2-7246-0875-5).
(en codirection avec Bruno Cautrès),Le nouveau désordre électoral : les leçons du 21 avril 2002, Paris, Presses de Sciences Po, 2004.
(en codirection avec Éric Agrikoliansky etOlivier Fillieule),L’altermondialisme en France : la longue histoire d’une nouvelle cause, Paris, Flammarion, 2005(ISBN2-08-210445-1).
(avecBertrand Hervieu, François Purseigle, Pierre Muller, Jacques Rémy),Les mondes agricoles en politique, Paris, Presses de Sciences Po, 2010(ISBN978-2-7246-1164-9).
(en codirection avec Céline Braconnier,Les inaudibles : sociologie politique des précaires, Paris, Presses de Sciences Po (PFNSP), « Académique », 2015(ISBN9782724616958).
(en codirection avec Sylvain Crépon,et Alexandre Dézé), Les faux semblants du Front national : sociologie d'un parti politique, Paris, Presses de sciences Po, 2015.
(en co direction avec Yves Déloye),Analyses électorales, Bruxelles, Bruylant, 2017.
