Alessandra Buonanno ist eine der führenden Wissenschaftlerinnen auf dem Gebiet der Gravitationswellenphysik. Die erfolgreiche synergetische Kombination von Methoden der Numerischen und Analytischen Relativität geht auf die Initiative und auf wichtige Beiträge von Buonanno und ihrer Forschungsgruppe zurück. Ihre Forschung spielte eine wichtige Rolle beim Nachweis und der physikalischen Interpretation von Gravitationswellen, die bei der Verschmelzung von kompakten Objekten wie Schwarzen Löchern oder Neutronensternen entstehen. Gemeinsam mit Thibault Damour entwickelte Alessandra Buonanno einen neuartigen Ansatz zur Untersuchung des Zweikörperproblems in der allgemeinen Relativitätstheorie, um hochgenaue Wellenformmodelle zu berechnen.
Alessandra Buonanno studierte Physik an der Universität Pisa/Italien, schloss hier 1993 ihren Master ab und wurde 1996 promoviert (PhD). Nach ihrer Zeit als Postdoktorandin am Institut des Hautes Études Scientifiques (IHES) in Frankreich (1997-1999) und am California Institute of Technology in Pasadena/USA (1999-2001) bekam sie eine permanente Stelle als Wissenschaftlerin am Institut d’Astrophysique de Paris (IAP) (2001-2004) und am Laboratoire Astroparticule et Cosmologie (APC) (2005) in Paris/Frankreich. Alessandra Buonanno wurde im Jahr 2005 Associated Professor für Physik, 2010 Professorin für Physik und 2014 schließlich College Park Professor an der University of Maryland/USA. Seit 2020 ist sie ebendort Research Professor für Physik. Alessandra Buonanno ist seit 2014 Wissenschaftliches Mitglied der Max-Planck-Gesellschaft und Direktorin am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut) in Potsdam und hat seit 2017 zudem Honorarprofessuren für Physik an der Universität Potsdam und der Humboldt-Universität zu Berlin inne.
Für ihre Forschungen ist Alessandra Buonanno bereits mehrfach ausgezeichnet worden. Als Mitglied der LIGO Scientific Collaboration erhielt sie mehrere Preise, darunter 2016 den Gruber Prize und den Special Breakthrough Prize sowie 2017 den Bruno Rossi Prize der American Astronomical Society und den Achievement Award der Royal Astronomical Society. 2018 erhielt sie den Leibniz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). 2021 wurde sie insbesondere für ihre Forschung auf dem Gebiet der Gravitationswellen mehrfach ausgezeichnet – unter anderem mit der Galileo-Galilei-Medaille des italienischen Nationalinstituts für Kernphysik (INFN), der Dirac-Medaille des International Centre for Theoretical Physics. Seit 2021 ist Alessandra Buonanno Mitglied der Leopoldina in der Sektion Physik, Mitglied der US-amerikanischen Akademie der Wissenschaften und Mitglied der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften.
Die Balzan Preise werden jährlich von der Internationalen Balzan Stiftung vergeben. Sie würdigen besonders innovative Forschung auf den Gebieten der Geistes- und Sozialwissenschaften, der Kunst, der Naturwissenschaften sowie Mathematik und Medizin. Die Preisträgerinnen und Preisträger müssen die Hälfte des Preisgeldes für Forschungsprojekte verwenden, an denen vorzugsweise jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beteiligt sind. Bisher haben mehr als 20 Leopoldina-Mitglieder die Auszeichnung erhalten. Zuletzt wurden mit dem Preis Susan Trumbore (2020), Erika von Mutius als Teil einer Forschergruppe des Deutschen Zentrums für Lungenforschung (2019), Eva Kondorosi (2018), Detlef Lohse (2018) und Jürgen Osterhammel (2018) für ihre wissenschaftlichen Leistungen mit dem Balzan Preis geehrt.