Prof. dr. Van den Muijsenbergh is sinds 1996 werkzaam als huisarts en sinds 2001 als docent en onderzoeker bij de afdeling gezondheidsverschillen en persoonsgerichte integrale eerstelijns zorg aan het Radboudumc. Daarnaast is zij in 2007 aangesteld als onderzoeker bij het landelijk expertisecentrum Pharos Gezondheidsverschillen. Vanaf 2017 bezet zij de door Pharos mogelijk gemaakte leerstoel Gezondheidsverschillen en Persoonsgerichte Integrale EerstelijnsZorg als hoogleraar. Sinds de start van haar werk als huisarts richt zij zich met name op kwetsbare groepen zoals ongeneeslijk zieken, vluchtelingen en laaggeletterden.
Bij praktijk Buitenzorg, waar dak- en thuislozen, verslaafden, prostituees en ongedocumenteerde migranten terecht kunnen voor zorg, is mevrouw Van den Muijsenbergh vanaf 2013 actief als ‘straatdokter’. Verder was zij mede-oprichter van de Stichting Achterstandswijken Nijmegen en omgeving. En mede-oprichter van de Stichting Wereldvrouwenhuis Mariam, die dakloze vrouwen zonder verblijfsvergunning helpt een veilige plek te krijgen.
Landelijk is mevrouw Van den Muijsenbergh onder andere voorzitter van de Adviescommissie Bestedingen bij het Kansfonds, bestuurslid van de stichting Studentenkerk Radboud Universiteit en voorzitter van de Adelbert Vereniging. Deze richt zich op het debat en gedachtewisseling vanuit een Christelijk perspectief.
Op 1 januari 2022 is zij bij Koninklijk Besluit benoemd tot lid van de Gezondheidsraad. Als lid van de Commissie Medische aspecten COVID-19 en van de Subcommissie Vaccinaties, levert zij een wetenschappelijke en maatschappelijke belangrijke bijdrage aan de Gezondheidsraad.
Mevrouw Van den Muijsenbergh heeft een grote rol gespeeld bij de oprichting van CODING (Collectief voor Diversiteit en Inclusie in de Nederlandse Geneeskunde). Daarnaast is zij onder andere actief voor de Nederlandse Huisartsen Genootschap (NHG), lid van de Kwaliteitsraad van het Zorg Instituut Nederland (ZIN), lid van de Raad van Toezicht van de Patiënten federatie, lid van de wetenschappelijke adviesraad Volksgezondheid Toekomst Verkenning van het RIVM en lid van de redactie van het tijdschrift voor Ethiek en Gezondheid. Ook heeft ze vele wetenschappelijke artikelen gepubliceerd.
Op internationaal niveau werkt mevrouw Van den Muijsenberg nauw samen met verschillende onderzoeksinstituten op het gebied van gelijke toegang tot zorg, gezondheidsvaardigheden en zorg voor migranten. Zij is voorzitter van de Executive board van het European Forum for Primary Care EFPC en lid van het scientific committee van het WHO-program Health cities. In 2008 richtte zij WONCA op, de wereldorganisatie van huisartsen.