dołączyła do grupy Roberta Gallo w Narodowym Instytucie Raka (NCI) i zajęła się badaniami retrowirusów.
W 1983 roku, w tym samym czasie co Luc Montagnier, Wong-Staal wraz z innymi członkami grupy Roberta Gallo odkryli, że HIV jest przyczyną AIDS. Dwa lata później Wong-Staal sklonowała HIV, a następnie zakończyła genetyczne mapowanie wirusa. Jej wyniki pozwoliły na opracowanie testów na nosicielstwo HIV.
W 1990 zespół naukowców na czele z Wong-Staal studiował działanie białka wirusowego tat w szczepie HIV-1 na wzrost komórek w zmianach patologicznych mięsaka Kaposiego, które często występują u chorych na AIDS. Badacze przeprowadzili testy na różnych komórkach, które zawierały białko tat i obserwowali szybkość proliferacji w komórkach zakażonych HIV-1 i zdrowych komórkach śródbłonka. Wong-Staal użyła specyficznego typu analizy komórek, znanego jako immunoprecypitacja do tego, aby wykryć obecność zmian patologicznych mięsaka Kaposiego w komórkach z różną ilością białka tat. Wyniki tych badań wykazały, że ilość białka tat wewnątrz komórek zakażonych HIV-1 jest bezpośrednio związana z liczbą zmian patologicznych u pacjenta.