Od początku swej kariery związana jest z Uniwersytetem Jagiellońskim. Do niedawna jej prace obejmowały głównie badania podstawowe w fizyce hadronów, wykonywane we współpracy m.in. z Forschungszentrum Juelich (gdzie odbyła trzyletni staż), FAIR Darmstadt (Niemcy) czy KVI Groningen (Holandia). Od 2013 roku, po uruchomieniu w Krakowie Centrum Cyklotronowego Bronowice (CCB) – pierwszego polskiego ośrodka terapii protonowej, dr Wrońska przeniosła akcent swoich badań na zastosowania fizyki jądrowej dla celów medycznych. Wraz ze swoją grupą, we współpracy z kolegami z RWTH Aachen University (Niemcy), CCB i Uniwersytetu Śląskiego, scharakteryzowali emisję gamma z fantomów napromienianych terapeutycznymi wiązkami protonów, prowadząc pomiary w CCB oraz w Centrum Terapii Jonowej HIT w Heidelbergu. Te pierwsze prace zaowocowały pomysłem zbudowania urządzenia do kontroli jakości terapii protonowej w czasie rzeczywistym, które byłoby kolejnym krokiem milowym w rozwoju tego typu terapii. Jest to obecnie główny projekt w działaniach dr Wrońskiej.

Dr Aleksandra Wrońska jest autorką lub współautorką ponad 80 opublikowanych prac naukowych, angażuje się w działalność organizacyjną i społeczną, m.in. przez 10 lat pełniła fukcję sekretarza naukowego cyklu międzynarodowych konferencji MESON, działa także jako pełnomocnik dziekana ds. równości kobiet i mężczyzn na swoim wydziale.