Carmen Fernández es doctora en Ciencias Matemáticas por la Universidad Autónoma de Madrid (año 1994), tras lo que se dedicó a la investigación y enseñanza en diferentes universidades europeas durante más de una década.

En el año 2006 regresó a España como investigadora titular en el Instituto Español de Oceanografía (IEO, CSIC), centrándose su trabajo principalmente en la evaluación de stocks de peces, desarrollo y evaluación de estrategias de gestión, todo ello enfocado al asesoramiento a la gestión pesquera.

Tiene muy amplia experiencia en foros internacionales de ciencia y asesoramiento pesquero, habiendo presidido muchas reuniones de trabajo, especialmente para ICES (International Council for the Exploration of the Sea) y NAFO (Northwest Atlantic Fisheries Organization), y ha participado como científica invitada o revisora externa en muchas otras, incluyendo en Europa, América y Sudáfrica.

Durante los años 2012-2017 ejerció como vice-presidenta del Comité Asesor del ICES y desde octubre de 2019 hasta septiembre de 2021 fue presidenta del Consejo Científico de NAFO.

Desde octubre de 2020 es Subdirectora General de Investigación del Instituto Español de Oceanografía.