A partir de 1919, va començar a treballar sobre les equacions diferencials lineals i els operadors integrals, seguint el mètode de Fredholm.[4]
El 1920 guanya el concurs per la càtedra d'anàlisi infinitesimal de la universitat de Càller,[5] convertint-se així en la primera dona italiana en obtenir un càtedra de matemàtiques al seu país.[6] El 1927, també per concurs, es va traslladar a la universitat de Catània, a la seva estimada Sicília, en la qual romandrà fins a la seva jubilació el 1958.[7] A partir de 1928, les seves recerques científiques canvien totalment de direcció per dedicar-se quasi exclusivament al càlcul diferencial absolut.[8]
O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F. «Pia Nalli» (en anglès). MacTutor History of Mathematics archive. School of Mathematics and Statistics, University of St Andrews, Scotland.(anglès)
Nastasi, Pietro. «NALLI, Pia Maria». Dizionario Biografico degli Italiani, 2012. [Consulta: 17 juliol 2020].(italià)
Linguerri, Sandra. «Nalli Pia». Scienza a due voci - Università di Bologna, 2010. [Consulta: 17 juliol 2020].(italià)