Après avoir terminé sa formation médicale, Jemison s'est jointe au personnel du Peace Corps et a été médecin du Peace Corps de 1983 à 1985, responsable de la santé des volontaires du Peace Corps au Libéria et en Sierra Leone.
Après avoir obtenu son diplôme de la faculté de médecine de l'Université Cornell (1981-RRB-), Jemison s'est jointe au Peace Corps, où elle a servi de médecin de zone de 1983 à 1985 dans les pays d'Afrique de l'Ouest de la Sierra Leone et du Libéria.