Nathalie Bulle est directrice de recherche au CNRS au Groupe d’Etude des Méthodes de l’Analyse Sociologique de la Sorbonne (GEMASS, Paris). Elle a été membre du Conseil scientifique de l'enseignement scolaire (DGESCO) et du Haut conseil de l’éducation. Elle est coéditrice de la revue internationale Philosophy of the Social Sciences.

Ses recherches ont été développées dans trois domaines, travaux de sociologie de l’éducation portant sur l’évolution pédagogique notamment en France et aux Etats-Unis, travaux portant sur les méthodes mathématiques appliquées à l’analyse comparée de l’inégalité des chances, travaux portant sur l’épistémologie des sciences sociales et particulièrement sur la modélisation de l’action humaine.

Son intérêt pour l’analyse de la pensée humaine, sous sa forme commune ou sous sa forme scientifique, anime l’ensemble de ses travaux appliqués à l’enseignement et à la pédagogie comme au développement des idées et des idéologies. Il est au cœur de ses recherches actuelles appliquées au développement de la pensée et à l’apprentissage des savoirs complexes.

Elle a publié plusieurs ouvrages et de nombreux articles sur ces thèmes : La rationalité des décisions scolaires. Analyse comparée de l’évolution des systèmes d’enseignement secondaire français et américain au cours du xx^e siècle (PUF 1999), Sociologie et éducation (PUF 2000, trad. Sociology and Education. Issues in Sociology of Education, Peter Lang 2008), Ecole et Société (dir. avec Raymond Boudon et Mohamed Cherkaoui, PUF 2001), L’école et son double. Essai sur l’évolution pédagogique en France (2009, 2010 rééd. revue et augmentée), Modelling Educational Choice (Bardwell Press, 2010), Palgrave Handbook of Methodological Individualism (dir. avec Francesco Di Iorio, Palgrave Macmillan, 2023), Methodological Individualism. Introduction and Founding Texts (Routledge, 2024).