Khi bắt đầu học phân ngành, bà chọn theo ngành sản khoa. Bà tốt nghiệp Bác sĩ y khoa năm 1970. Tuy nhiên, bà vẫn tiếp tục học sau đại học thêm 4 năm trong hoàn cảnh khó khăn của gia đình. Năm 1973, bà lấy chứng chỉ tương đương Tiến sĩ y khoa Hoa Kỳ. Năm 1974, bà tốt nghiệp sau đại học chuyên ngành phụ khoa.

Bà là đại biểu Quốc hội các khóa VII, VIII, IX; Phó Chủ nhiệm Uỷ ban y tế và xã hội của Quốc hội khóa VII, Phó Chủ tịch Quốc hội khóa VIII; Phó Chủ nhiệm Uỷ ban đối ngoại của Quốc hội khóa IX.[4]

GS Bác sĩ Nguyễn Thị Ngọc Phượng đã được đảm nhận các trọng trách:

Giám đốc Bệnh viện phụ sản Từ Dũ, Giám đốc Bệnh viện Tim của Thành phố Hồ Chí Minh, Phó Chủ nhiệm Bộ môn phụ sản, Trường Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh, Phó Chủ tịch Hội Liên hiệp Phụ nữ thành phố, Phó Chủ tịch Mặt trận Tổ quốc Việt Nam Thành phố Hồ Chí Minh, Phó Chủ tịch Mặt trận Tổ quốc Việt Nam Quận 2.

Bà đã đóng góp nhiều công lao, trí tuệ cùng tập thể bác sĩ, y sĩ, công nhân viên xây dựng Bệnh viện Từ Dũ trở thành đơn vị Anh hùng Lao động thời kỳ đổi mới, xứng đáng là bệnh viên chuyên khoa đầu ngành về sản phụ khoa, chỉ đạo tuyến 32 tỉnh, thành phố phía Nam.

Dù ở cương vị hoạt động xã hội nào, bà cũng say sưa nghiên cứu khoa học, luôn luôn là thầy thuốc - mẹ hiền mang lại niềm vui, hạnh phúc cho nhiều gia đình Việt Nam và cho cả nước bạn.[5]

Nhắc đến GS.BS Nguyễn Thị Ngọc Phượng người ta thường nhắc đến công trình "thụ tinh trong ống nghiệm" mà bà đã học hỏi, dày công nghiên cứu nhiều năm ở nước ngoài, bỏ cả tiền túi để mua thiết bị về Việt Nam áp dụng tại BV Từ Dũ. Công trình này đã đem lại niềm vui cho biết bao nhiêu gia đình hiếm muộn. Họ gọi bà là " Bà Tiên ", đã đem hy vọng đến cho gia đình họ

Tháng 8/1997, những phôi thai đầu tiên của Việt Nam đã đặt vào trong ống nghiệm thành công.

Ngày 30/4/1998, ba đứa bé từ trong ống nghiệm đã được chào đời, đúng ngày kỷ niệm 23 năm miền Nam hoàn toàn giải phóng.

Bà là người đầu tiên mang kỹ thuật nội soi trong phụ khoa về Việt Nam. Nhờ sự giúp đỡ của Pháp, Khoa nội soi của bệnh viện Từ Dũ được thành lập và đến nay, công trình này được công nhận là đứng đầu trong nước về kỹ thuật nội soi phụ khoa.