Es politóloga, historiadora y una de las figuras clave en el cruce entre universidad y política en la España democrática. Doctora en Ciencias Políticas y Sociología por la Universidad Complutense de Madrid, se especializó en historia política y social contemporánea, con una tesis sobre las organizaciones patronales durante la Segunda República. Desde 1996 es catedrática de Historia del Pensamiento y de los Movimientos Sociales y Políticos en la UCM, donde ha impartido asignaturas sobre historia política de España, historia social y pensamiento político contemporáneo.
Procede de una familia muy vinculada a la vida pública española: es nieta del científico José Cabrera Felipe y sobrina del físico Blas Cabrera Felipe; por línea materna es sobrina del expresidente del Gobierno Leopoldo Calvo-Sotelo y del exministro de Exteriores Fernando Morán, así como sobrina-nieta del líder monárquico José Calvo Sotelo y del escritor Joaquín Calvo Sotelo.
Su trayectoria académica se ha plasmado en una obra historiográfica de referencia sobre élites económicas, empresariado y poder político en la España contemporánea. Entre sus libros destacan La patronal ante la Segunda República. Organizaciones y estrategia (1931-1936), La industria, la prensa y la política: Nicolás María de Urgoiti (1869-1951), Con luz y taquígrafos: el Parlamento en la Restauración (1913-1923) y El poder de los empresarios. Política y economía en la España contemporánea (1875-2000), así como biografías de Juan March y de Jesús de Polanco. En ellas combina historia política, historia económica y análisis de redes de poder, contribuyendo a renovar la historia de las élites en la España del siglo XX.
En 2004 fue elegida diputada al Congreso por Madrid en las listas del PSOE, ocupando el número dos tras José Luis Rodríguez Zapatero. Presidió la Comisión de Educación y Ciencia hasta que, el 7 de abril de 2006, fue nombrada ministra de Educación y Ciencia; tras las elecciones de 2008 pasó a encabezar el Ministerio de Educación, Política Social y Deporte, que mantuvo hasta la remodelación de abril de 2009. Desde ese cargo gestionó la adaptación universitaria al Espacio Europeo de Educación Superior y reformas clave en el sistema educativo.
Además de su labor parlamentaria, ha sido miembro del consejo rector de la Fundación Pablo Iglesias y presidenta de la Asociación de Amigos de la Residencia de Estudiantes, reforzando el diálogo entre investigación histórica, memoria cultural y debate público.