Vào ngày 11 tháng 10 năm 1922, ở tuổi 54, Davidson được giám đốc William J. Burns thuê làm việc tại Cục Điều tra (tên cũ của FBI) với tư cách là một điều tra viên đặc biệt; cô là nữ đặc vụ đầu tiên.[1][8] Cô được đào tạo tại thành phố New York, sau đó cô được bổ nhiệm vào văn phòng thực địa Washington, DC.[9] Mức lương khởi điểm của cô là 7 đô la một ngày cộng với 4 đô la khi đi công tác.[1]

Cục Điều tra quan tâm đến việc thuê các nữ đặc vụ làm việc trong các vụ án liên quan đến Đạo luật Mann, nhằm chống mua bán tình dục giữa các tiểu bang.[1][2] Tuy nhiên, vì cô được coi là "rất tinh tế", nên đã ra lệnh rằng cô sẽ không bị đưa vào những nhiệm vụ "thô bạo".[1] Điều này, kết hợp với sự học hành hạn chế của cô, cô bị hạn chế sử dụng khi truy tố những tội ác đó.[2][8] Trong thời gian làm việc tại văn phòng thực địa ở Washington, cô cũng liên quan đến một vụ kiện chống lại một đặc vụ khác, người đang thông tin của Bộ Tư pháp cho bọn tội phạm.[9]

Sau khi J. Edgar Hoover trở thành giám đốc của Cục vào năm 1924 sau vụ bê bối Teapot Dome, ông đã yêu cầu Davidson từ chức khi Đặc vụ phụ trách văn phòng tại Washington báo cáo rằng ông "không có công việc đặc biệt nào cho một nữ đặc vụ".[1][10][11] Cô đã từ chức vào ngày 10 tháng 6 năm 1924.[1]

Chỉ có ba phụ nữ trở thành đặc vụ trong những năm 1920 và, với sự từ chức của Davidson và đồng nghiệp Jessie B. Duckstein vào năm 1924 và Lenore Houston vào năm 1928, FBI không có nữ đặc vụ nào trong khoảng thời gian từ 1929 đến 1972.[1][9][11]