Serena Villata est directrice de recherche au CNRS au sein du Laboratoire I3S. Elle est titulaire d'une chaire de l'Institut 3IA Côte d'Azur depuis 2019, directrice scientifique adjointe de l'institut depuis 2021 et directrice scientifique de l'IA Cluster depuis novembre 2025. Elle est responsable de l'équipe de recherche MARIANNE à l'Inria. En novembre 2021, elle a reçu le Prix « Jeunes chercheurs et jeunes chercheuses » d'Inria - Académie des Sciences.
Elle a reçu en 2010 le diplôme de doctorat de l'Université de Turin (Italie) pour ses travaux sur l'argumentation computationnelle en Intelligence Artificielle. Son domaine de recherche est l'intelligence artificielle (IA), et ses travaux actuels portent sur l'argumentation computationnelle, avec un accent particulier sur les textes juridiques et médicaux, les débats politiques et le contenu nuisible des réseaux sociaux (langage abusif, désinformation). Son travail conjugue des cadres de raisonnement basés sur l'argumentation avec des arguments en langage naturel extraits de textes. Elle est le PI du projet ERC Consolidator PANDORA qui demarre en juin 2026