Elle a travaillé pendant près de quarante ans à l’Institut national d’études démographiques (INED) sur l’immigration étrangère et l’assimilation. Michèle Tribalat est à l’origine de la définition de concepts entrés dans la pratique statistique commune (immigrés/étrangers ; utilisation de la filiation pour l’étude par génération). C’est elle qui a conçu la première grande enquête aléatoire auprès des populations immigrées et d’origine étrangère (MGIS) réalisée en 1992 par l’INED avec le concours de l’Insee. À trois reprises, elle a estimé l’apport démographique de l’immigration et la population d’origine étrangère en France et travaillé sur les concentrations ethniques avec Bernard Aubry, alors statisticien à la Direction régionale d’Alsace de l’Insee. On trouve le résultat de certaines de ses recherches dans Cent Ans d’immigration, étrangers d’hier, Français d’aujourd’hui (éd. PUF, 1991), Faire France : une grande enquête sur les immigrés et leurs enfants (éd. La Découverte, 1995), Les Yeux grands fermés : l’immigration en France (éd. Denoël, 2010) et Assimilation : la fin du modèle français (éd. Le Toucan, 2013).