Benesch var en pionjär i studien av de molekylära mekanismerna för neuronal genreglering och deras inblandning i neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimers och Huntingtons sjukdom. Hennes forskning fokuserade på genuttryck i hjärnan och specifika proteiners roll i nervsystemets utveckling och funktion. Hon var särskilt intresserad av att förstå den molekylära grunden för minne och inlärning, och hur hjärnan reglerar uttrycket av gener som svar på miljöstimuli.
Hon skrev över 250 vetenskapliga artiklar och var redaktör för flera böcker och tidskrifter, inklusive Annual Review of Neuroscience och Journal of Molecular Neuroscience. Hon tjänstgjorde också i redaktionen för flera andra tidskrifter, inklusive Nature, Science och Cell.
Hon fick många utmärkelser och utmärkelser för sin forskning, bland annat Emil von Behring-priset 1978, Humboldt-priset 2004 och Storkorset av Förbundsrepubliken Tysklands förtjänstorden 2008. Hon var medlem av Berlin. -Brandenburg Academy of Sciences, German National Academy of Sciences Leopoldina och US National Academy of Sciences.
Benesch betraktades allmänt som en av de mest inflytelserika neuroforskarna i sin tid, och hennes arbete har haft en bestående inverkan på området. Hon var en inspirerande mentor för många unga forskare, och hon kommer att bli ihågkommen för sitt engagemang för vetenskapen, sin passion för forskning och sitt orubbliga engagemang för att förstå hjärnans mysterier.