Professora de filosofia de la Universitat de San Diego des del 1984, actualment és professora adjunta del Salk Institute de Califòrnia, on, a més, és associada al Computational Neurobiology Laboratory (CNL). Especialitzada en estudis sobre filosofia de la ment, és, sobretot, coneguda per la seva pertinença al moviment anomenat materialisme eliminatiu, el qual nega l’existència de fenòmens mentals i assegura que aquests són necessàriament provocats per estats neuronals, de tal manera que, un cop identificats aquests estats, els estudis psicològics deixaran d’existir com a tals. La fita de Churchland és establir una disciplina unitària, la neurofilosofia, que ha d’ésser capaç d’explicar el comportament mental humà a partir de la neurociència. És autora en solitari d’alguns llibres, com Neurophilosophy: Toward a Unified Science of the Mind-Brain (1986), Neurophilosophy and Alzheimer's Disease (1992) i Brain-Wise: Studies in Neurophilosophy (2002, i d’altres en col·laboració amb autors pertanyents al mateix corrent filosòfic, com ara el seu marit, Paul Churchland, per exemple, On the Contrary: Critical Essays 1987-1997 (1998).