Năm 2014, bà đã trở thành người phụ nữ đầu tiên nhận Huy chương Fields danh giá trong lịch sử của giải này kể từ năm 1936. Được trao cho những nhà toán học xuất sắc nhất trong độ tuổi dưới 40, "Giải Nobel Toán học" ghi nhận sự cống hiến nổi bật của bà trong lĩnh vực hình học và hệ thống động lực học. Bà đã phát hiện ra phương pháp mới để tính toán thể tích các vật thể trừu tượng có các mặt cong hyperbol, hình yên ngựa. Theo Hiệp hội Toán học quốc tế (IMU), công trình nghiên cứu của bà tuy "thuần túy toán học" và hầu hết là lý thuyết nhưng có thể được áp dụng vào các lĩnh vực vật lý và thuyết lượng tử. "Với sự hiểu biết đáng kinh ngạc về các kỹ thuật giải toán khác nhau, cô ấy là hiện thân của sự kết hợp của năng lực tuyệt vời, hoài bão lớn, tầm nhìn rộng và niềm đam mê sâu sắc", đại diện của IMU đánh giá về bà Mirzakhani.
Bà là phụ nữ trẻ duy nhất đến nay nhận giải thưởng danh giá trên nên được ví như Nữ hoàng Toán học, nữ thiên tài Toán học. Chính người anh trai là người thổi đam mê Toán học cho bà Mirzakhani, người thuở nhỏ chỉ mơ ước trở thành nhà văn. Bà trở nên nổi tiếng trong ngành Toán học khi còn là thiếu niên khi giành được hai huy chương vàng Olympic Toán quốc tế năm 1994 và 1995. Là Giáo sư tại Đại học Stanford ở California (Mỹ), bà từng đoạt nhiều giải thưởng khác nhau như Giải thưởng Blumenthal năm 2009 vì sự tiến bộ nghiên cứu toán học và Giải thưởng Satter 2013 của Hiệp hội Toán học Mỹ.
Ông Marc Tessier-Lavigne - Hiệu trưởng trường Đại học Stanford gọi bà Mirzakhani là một lý thuyết gia xuất sắc với những cống hiến trường tồn và truyền cảm hứng cho hàng nghìn phụ nữ theo đuổi toán học và khoa học.