In ihrer Forschung im Feld der modernen Grammatiktheorie beschäftigt sich Alexiadou insbesondere mit der Modellbildung für linguistische Strukturen. Im Mittelpunkt steht dabei der grundlegende Aufbau von Sprachen. Sie untersucht deren Grammatik und identifiziert die Regeln, nach denen Wörter gebildet und Sätze gebaut werden.  Dabei erkannte sie in vielen sehr unterschiedlichen Sprachen neue Muster und Netzwerke von Phänomenen, die das wissenschaftliche Verständnis über das Funktionieren von Sprache prägen. Insbesondere mit ihren Forschungen zum Thema des bi- und multilingualen Spracherwerbs und Sprachgebrauchs ist sie in einem wissenschaftlichen Bereich aktiv, der in multikulturellen Städten wie Berlin gerade im schulischen Kontext von großem Nutzen sein kann. Durch ihre Ansätze gelang es ihr auch, in sehr unterschiedlichen Sprachen bislang unbekannte gemeinsame Muster aufzudecken.

Artemis Alexiadou ist studierte Philologin und legte 1990 ihr Diplom mit Spezialisierung in Sprachwissenschaft an der National and Kapodistrian University of Athens (NKUA) in Athen/ Griechenland ab. Nach einem zusätzlichen Masterstudium an der University of Reading/UK und einem Forschungsaufenthalt am Leibniz-Zentrum Allgemeine Sprachwissenschaft (ZAS) in Berlin wurde sie 1994 in Allgemeiner Sprachwissenschaft an der Universität Potsdam promoviert. Fünf Jahre später habilitierte sie sich ebenda und war im Anschluss bis 2000 Geschäftsführende Direktorin am ZAS. Nach einem Heisenberg Fellowship an der Universität Potsdam, am MIT und an der Princeton University/USA nahm sie 2002 den Ruf auf die Professur für Theoretische und Englische Sprachwissenschaft an der Universität Stuttgart an. 2015 bis 2022 hatte sie eine Professur für Englische Linguistik an der Humboldt-Universität zu Berlin inne. 2022 wechselte sie auf die Professur für Allgemeine Sprachwissenschaft am Institut für deutsche Sprache und Linguistik. Zudem ist sie seitdem auch Direktorin des ZAS. Parallel ist Artemis Alexiadou in verschiedenen wissenschaftlichen Gremien aktiv, etwa dem Scientific Advisory Committee am Research Center for the Humanities, Social and Education Sciences der University of Crete in Heraklion/Griechenland. Zudem wählten sie neben der Leopoldina, die sie 2014 als Mitglied in die Sektion Kulturwissenschaften aufnahm, eine Reihe weiterer Wissenschaftsakademien zum Mitglied, etwa die Linguistic Society of America (2024), die Berlin-Brandenburgische Akademie der Wissenschaften (2022), die Academia Europea (2020) oder die Royal Norwegian Society of Sciences and Letters (2020). 2014 wurde sie von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit dem Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis ausgezeichnet.

Mit dem Berliner Wissenschaftspreis erhält Artemis Alexiadou nun die höchstdotierte Wissenschaftsauszeichnung des Landes Berlin. Der seit 2008 jährlich durch den Regierenden Bürgermeister Berlin vergebene und mit 40.000 Euro dotierte Preis ehrt herausragende Forschungsleistungen, die in der Hauptstadt entstanden sind.