1978年考入西北大学，1982年毕业后留校任教，1992年至1993年在英国Staffordshire大学研修，1994年在南京理工大学攻读博士学位，1997年进入西北大学化学博士后流动站。

曾任西北大学校长助理、研究生处处长、化工学院院长、教授、博士生导师、西北大学学术委员会委员；西北大学学位委员会副主席。

2006年7月至2010年6月，任故宫博物院文保科技部主任、研究馆员，故宫博物院学术委员会委员。

2010年6月，任故宫博物院副院长，兼任故宫学院院长、故宫研究院常务副院长，国际博协培训中心主任、故宫博物院学术委员会副主任、《故宫博物院院刊》主编、《紫禁城》编委会委员。

民盟第十二届中央委员会常务委员；第十三届全国政协常委，十三届全国政协文化文史和学习委员会委员；陕西省政协第九届委员；西安市第十二、十三届人大常委。

中国化学会化学热力学和热分析专业委员会副主任，中国化工学会生物化工专业委员会委员，陕西省化工学会副理事长。

在西北大学期间，承担精细化工和生物化工的研究和教学工作，主要从事以下两个方面的科学研究工作，并做出了突出的贡献：（1）NTO 类功能材料的研究 3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮（NTO）类新材料的合成、性能、热分解机理及套用研究是近年来国内外研究的热点之一。她系统地研究了NTO 金属盐类的合成、晶体结构、热分解机理、热力学性质及套用。从微观上获得了这类功能材料的组成原子或离子的空间排列、化学结合方式、分子的主体构型、构象、电荷分布、热振动情况以及精确的键长、键角等数据，开创了NTO 类功能材料的微观系统研究，得到了国内外同行的高度评价。（2）苹果资源综合深加工研究陕西是全国最大的苹果生产基地之一，随着苹果种植业的蓬勃发展，作为鲜果食用的苹果出现了饱和。1994 年以来，在陕西先后建成了二十多条苹果榨汁生产线。由于国际市场的变化，苹果浓缩汁价格急剧下跌，因此延长苹果加工产业链、提高深加工产品的附加值迫在眉睫。宋纪蓉教授的研究採用高科技生物工程技术，发酵生产出系列苹果酒和苹果白兰地；同时利用苹果榨汁线上排出的苹果渣生产膳食纤维、柠檬酸、饲料蛋白和生物有机肥。

在故宫博物院主要从事文物保护科技工作，提出了“文物医院”的理念。在她的带领下，故宫“古书画装裱修复技艺”等5项文物保护修复传统技艺被列为国家级非物质文化遗产。同时完成了“文物保护修复技术档案的科学化构建”和 “古书画修复、临摹、複製当中‘矾’的替代材料研究”课题研究，在研“养性殿西暖阁佛堂唐卡的保护研究”课题，同时，她负责展览部、宣传教育部、科研处、研究室、文保科技部、故宫学研究所等部门的管理工作。

先后主持完成了国家自然科学基金、科技部国家星火计画、教育部骨干教师资助计画、中国博士后基金、陕西省自然科学基金、陕西省重点攻关项目等10余项科研项目。培养硕士、博士研究生总计30多人，出版着作3部；在《Thermochimica Acta》、《Journal of Molecule Structure (THEOCHEM)》、《Journal of Thermal Analysis and Calorimetry》、《Chemical Physics》、《Inorganic Chemistry Communications》、《New Journal of Chemistry》、《Journal of Chinese Chemistry》、《化学学报》、《高等学校化学学报》 、《中国科学》、《科学通报》、《故宫博物院院刊》、《故宫学刊》等国内外学术刊物上公开发表论文100多篇，其中70多篇被SCI、EI国际着名索引收录。曾获陕西省科技进步一等奖、陕西省科学技术奖二等奖等省部级奖6项。