Regine Kahmann hat auf dem Gebiet der Genetik und Virologie bedeutende Beiträge zur Rekombination in prokaryotischen Organismen geleistet und intensiv die molekularen Grundlagen für sequenzspezifische Rekombination im Genom des Bakteriophagen Mu erforscht. Ihr jetziger Forschungsschwerpunkt ist die Wechselbeziehung zwischen Wirtspflanzen und parasitären Pilzen – insbesondere jene zwischen der Kulturpflanze Mais und Ustilago maydis, einer Maisbeulenbrand auslösenden Pilzart. Über die Genomsequenz dieses Pilzes gelang die Identifizierung einer Gruppe von mehreren Hundert sekretierten Effektorproteinen, die neuartig sind und ausschließlich während der Kolonisierung der Wirtspflanzen benötigt werden. Derzeit beschäftigt sich Kahmann mit der Aufklärung der Funktion dieser Proteine, die über neue Mechanismen die spezifische Abwehrreaktionen der Maispflanze unterdrücken bzw. den Metabolismus der Wirtspflanze so umsteuern, dass die Kolonisierung durch den Pilz begünstigt wird.
Da Pilze als bedeutende Pflanzenschädlinge weltweit für Ertragsverluste an Kulturpflanzen wie Mais sorgen, können die Forschungsergebnisse von Regine Kahmann in Zukunft zu neuen Strategien bei der Bekämpfung von Pflanzenschädlingen beitragen. Für ihre wegweisenden Arbeiten wurde Kahmann unter anderem 1993 mit dem Leibniz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft ausgezeichnet.
Kahmann studierte Biologie in Göttingen und promovierte in diesem Fach 1974 an der Freien Universität Berlin. Nach einem Forschungsaufenthalt am Cold Spring Harbor Laboratory (USA) wechselte sie 1980 an das Max-Planck-Institut für Biochemie in München. Von 1982 bis 1986 leitete Kahmann eine selbstständige Arbeitsgruppe am Max-Planck-Institut für molekulare Genetik in Berlin und wechselte von dort an das Institut für Genbiologische Forschung Berlin GmbH. 1992 erhielt sie eine C4-Professur für Genetik an der Ludwig-Maximilians-Universität München. Von 2000 bis 2019 war sie schließlich Direktorin am Max Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie in Marburg, leitete die Abteilung Organismische Interaktionen und war und Professorin für Genetik an der dortigen Philipps-Universität. Aktuell steht sie ihrer Abteilung am Max-Planck-Institut noch kommissarisch vor. Kahmann ist unter anderem Mitglied des Senats der Max-Planck-Gesellschaft und war Mitglied im Gottfried-Wilhelm-Leibniz-Ausschuss der Deutschen Forschungsgemeinschaft sowie Mitglied des EMBO Councils. In die Sektion Genetik/Molekularbiologie und Zellbiologie der Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina wurde sie 2008 gewählt.
Jedes Jahr nimmt die Royal Society, die Nationale Akademie der Naturwissenschaften im Vereinigten Königreich, bis zu 52 Fellows und bis zu zehn auswärtige Mitglieder auf. Zeitgleich mit der Aufnahme Regine Kahmanns in die Royal Society wurden mit dem Geowissenschaftler Daniel Frost ein Leopoldina-Mitglied zu einem Fellow sowie dem Chemiker Ben L. Feringa, dem Mathematiker Wendelin Werner und der Strukturbiologin Ada Yonath drei weitere Leopoldina-Mitglieder zu auswärtigen Mitgliedern der Royal Society gewählt. Aktuell hat die Royal Society rund 1.700 Mitglieder. Ihr Präsident, Sir Venki Ramakrishnan, ist Mitglied der Leopoldina.