Дарья Сергеевна Быльева работает в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого с 2003 года, она является признанным специалистом в области социально-гуманитарного осмысления цифровой среды. Ее научные интересы охватывают философию техники, влияние искусственного интеллекта на общество, семиотику, виртуальную реальность и цифровую этику. Научно-исследовательская работа Дарьи Сергеевны нашла отражение в более чем 250 публикациях. В 2025 году вышла ее монография «Философский вызов и онтолитический эффект искусственного интеллекта», в которой представлен комплексный анализ технологии ИИ.

Дарья Сергеевна ведет активную научно-организационную работу. Она является инициатором создания и редактором международного журнала «Technology and Language», который был включен в базу данных Scopus в 2023 году. С 2018 года она выступает организатором ежегодной международной конференции «Профессиональная культура специалиста будущего» и научным редактором сборников ее статей, публикуемых в серии «Lecture Notes in Networks and Systems» издательства Springer.

Д.С. Быльева выступала лектором серии образовательных передач об искусственном интеллекте и иных цифровых технологиях, комментатором по этой же теме в новостных и публицистических программах, а также экспертом в нескольких фильмах и передачах. В частности, в 2023 году на телеканале «Культура» вышел документальный фильм «Нейросеть», где Д. С. Быльева рассказывает о роли искусственного интеллекта в современном обществе, в 2021 — «Новое родительство», где Д. С. Быльева рассказывает о влиянии цифровых технологий на подрастающее поколение.