Burbidge obtient l'accès à l'observatoire du Mont Wilson, en tant qu'assistante de son mari. 

Burbidge se vit refuser une bourse du Carnegie Institution of Washington en 1945 car l'octroi de cette bourse était conditionné au fait qu'elle aurait dû observer à l'observatoire du Mont Wilson, ce qui était exclusivement réservé aux hommes ----La direction accepta qu'elle puisse rester si elle-même et son mari vivaient dans un chalet séparé sur le site plutôt que d'utiliser le dortoir des hommes. Elle y travailla sans interruption jusqu'à la naissance de sa fille Sarah fin 1956.