Kunné Sohler Dorottya a 2000-es évek elején kapcsolódott be a radioaktív nyalábokon végzett magszerkezeti kutatásokba. A stabilitási sávtól távoli, erősen neutrontöbbletes atommagokban vizsgálta a héjzáródások eltolódását és az ehhez kapcsolódó magszerkezeti jelenségeket. Az elmúlt évtizedben vezető magfizikai laborokban számos kísérlet témavezetője volt. Az intézetben a radioaktív nyalábokon végzett gamma-spektroszkópiai kutatások felelőse lett, koordinálta az intézet részvételét a nemzetközi kollaborációkban.

Munkatársaival meghatározó szerepet játszott számos olyan kísérletben, amelyek eredményit a legrangosabb folyóiratok közölték, mint a Nature Physics, a Physical Review Letters és a Physics Letters. Munkája során a szakmai utánpótlás kinevelésében is jelentős szerepet játszott: diákjai a 2017-es Országos Tudományos Diákköri konferencián második, a 2019-esen pedig első díjat szereztek.

Kunné Sohler Dorottya 2016-tól a magszerkezeti kutatásokhoz kapcsolódó infrastrukturális GINOP pályázat szakmai vezetője. A projekt keretében a kor legmagasabb színvonalán álló detektorok beszerzését irányítja. Az új berendezésekkel az Atomki olyan nemzetközi hálózatoknak lesz a tagja, amelyek az elkövetkező évtizedben meghatározzák a magszerkezet-kutatást Európában.

Kunné Sohler Dorottya a kutatásai mellett 2009-től 2018-ig a Debreceni Egyetem Fizikai Tudományok Doktori Iskolájának titkári teendőit is ellátta. Titkári időszaka alatt közel 100 hallgató doktori képzésének adminisztrációs teendőit végezte, segítségével kb. 70 hallgató kapta meg az abszolutóriumot és majdnem 50 hallgató szerzett doktori (PhD) fokozatot.