Séverine Deville a commencé sa carrière scientifique en étudiant à l'École normale supérieure de Lyon, où elle a obtenu un diplôme d'ingénieur en physique en 1995. Elle a poursuivi ses études à l'Observatoire de Paris et a obtenu son doctorat en astrophysique en 2000.
À partir de cette époque, Séverine Deville s'est consacrée à la recherche dans le domaine de l'astrophysique et a travaillé pour plusieurs institutions scientifiques françaises telles que l'Institut d'Astrophysique de Paris (IAP) et l'Observatoire de Paris. Elle a également travaillé pour l'Agence spatiale européenne (ESA) en tant qu'expert en astrophysique.
Séverine Deville est connue pour ses contributions à la découverte d'exoplanètes, dont plusieurs sont situées dans la zone habitable de leur étoile mère, ce qui les rend susceptibles de pouvoir accueillir une vie extra-terrestre. Elle a également travaillé sur des questions connexes telles que la dynamique des systèmes planétaires et l'évolution de leurs exoplanètes en fonction de leur étoile mère.
En plus de sa carrière scientifique, Séverine Deville est active dans le domaine de l'éducation et communique régulièrement sur la science et les questions liées aux systèmes planétaires extraterrestres auprès du grand public. Elle est également membre de plusieurs comités consultatifs nationaux et internationaux et participe à des conférences internationales pour partager ses connaissances et ses avancées dans le domaine de l'astrophysique.
En 2015, Séverine Deville a été nommée chevalier de la Légion d'honneur par le gouvernement français en reconnaissance de ses contributions exceptionnelles à la recherche scientifique et à l'éducation dans le domaine de l'astronomie et de l'astrophysique. Elle est actuellement professeure à l'Observatoire de Paris et continue ses recherches dans le domaine de l'exoplanétologie.