Après un DEA d'économie mathématique et d'économétrie de l'Université Paris-I Panthéon-Sorbonne, Isabelle Bensidoun rejoint le CEPII en 1990. Elle travaille sur les questions de développement, les relations entre l'Union européenne et les pays méditerranéens, les liens entre spécialisation commerciale et croissance, ouverture commerciale et inégalités mais aussi sur les échanges de services ou la convergence des revenus et les inégalités internationales. A partir de 1999, elle devient co-rédactrice en cheffe de l'ouvrage collectif annuel du CEPII, L'économie mondiale, aux éditions La Découverte.
En 2005 et 2006, elle a rejoint le Conseil d'analyse économique comme conseillère scientifique. De fin 2008 à début 2015, c'est au Centre d'études de l'emploi qu'elle mène ses recherches sur l'emploi informel dans les pays méditerranéens et les écarts de salaire hommes-femmes en France. Elle a depuis regagné le CEPII.