En 1931 defendió su tesis en geometría proyectiva, bajo la dirección de Max Dehn.

Su principal contribución se centró en los fundamentos de la geometría, trabajando en estructuras algebraicas no asociativas, incluyendo los lazos de Moufang.

Basándose en el trabajo de David Hilbert, inició una nueva rama de la geometría denominada planos de Moufang.

Fue la primera profesora en la Universidad de Frankfurt (1946).

El diagrama de un nudo

María Teresa: Me interesa la geometría y la topología de objetos de tres dimensiones. Es decir de los espacios que localmente son como el mundo en que vivimos, con tres grados de libertad. Como localmente todos estos espacios son iguales, interesa conocer las propiedades globales, cómo es el objeto, que forma tiene, y también que geometría puede admitir en su interior,… También me interesa la Teoría de nudos, aunque más bien como herramienta para trabajar en dimensión 3. Un nudo matemático responde a la imagen real de una cuerda anudada con sus extremos identificados. Es en realidad una manera de meter la circunferencia en el espacio. Ocurren por ejemplo como órbitas o trayectorias cerradas de un objeto puntual. Su clasificación no es sencilla. No es fácil averiguar si puedes convertir un nudo en otro sin cortar ni pegar la cuerda cerrada.

En el caso simpléctico, el problema de equivalencia parece resuelto a través de un famoso teorema de Darboux que afirma que toda variedad simpléctica es localmente isomorfa a Rⁿ×Rⁿ con la forma ∑dpⁱ^dqⁱ. En particular, no existe ningún invariante local (análogo a la curvatura) para las variedades simplécticas. Se presentan entonces dos pistas.

Paulette Libermann permanecerá también como la autora, junto a Charles-Michel Marle, de uno de los primeros tratados sobre geometría simpléctica, siempre muy útil, en el que retoma una parte de sus trabajos.

Tras su tesis, Paulette Libermann fue nombrada catedrática en la Universidad de Rennes, y después en la Universidad de París 7.