В 1992 году с красным дипломом окончила экономический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова по специальности «экономист-математик», в 1994 году — Российскую экономическую школу, получив степень магистра экономики.
В 1998 году получила степень доктора философии по экономике в Массачусетском технологическом институте, США.
В 1998—1999 гг. преподавала в Стокгольмском институте экономики переходного периода (Стокгольмская школа экономики).
В 1999‑2000 годах — ведущий экономист Российско‑Европейского центра экономической политики (РЕЦЭП).
В 2000‑2006 годах занимала пост директора прикладных программ в Центре экономических и финансовых разработок (ЦЭФИР).
В 2006 году — научный руководитель Центра стратегических разработок, член Научного совета Московского центра Карнеги.
С марта 2008 года — старший советник президента, главный экономист, руководитель Центра макроэкономических исследований Сбербанка России[6], созданного в том же 2008 году.
В 2008 году назначена заместителем председателя экспертного совета при правительственной Комиссии по повышению эффективности российской экономики.
В феврале 2009 года была включена в первую сотню резерва управленческих кадров, находящихся под патронажем президента РФ.
С 1999 года преподавала в Российской экономической школе.
Является соруководителем экспертной группы № 3 «Реформа пенсионной системы» по обновлению «Стратегии‑2020», учёным секретарем экспертной группы № 10 «Развитие финансового и банковского сектора».
Будучи главным экономистом Сбербанка РФ, входила в число приближенных интеллектуалов первых лиц государства, участвовала в неформальных совещаниях у В.Путина в период работы над «Стратегией-2020», у Д.Медведева — в период запуска «открытого правительства». Регулярно участвовала в аналитических телепрограммах РБК-ТВ.
13 июля 2012 года указом В.Путина назначена начальником Экспертного управления Президента РФ. Этот пост оставался вакантным с марта 2011 года, когда его покинул Илья Ломакин-Румянцев. Само Экспертное управление Президента РФ существует с 2000 года. Глава Администрации Президента РФ Сергей Иванов охарактеризовал Юдаеву как блестящего финансиста и экономиста.
С августа 2012 года по 12 сентября 2013 исполняла обязанности «шерпа» — представителя президента РФ по делам группы ведущих индустриальных государств и связям с представителями лидеров стран-участников «Большой двадцатки».
За 2012 год задекларировала 23,6 млн рублей заработка.
В июне 2013 года экспертами высказывались предположения, что Юдаева сменит Алексея Улюкаева в должности первого зампреда Центробанка России.
10 сентября 2013 года освобождена от должности начальника Экспертного управления президента РФ. 11 сентября 2013 года назначена первым заместителем председателя Центробанка РФ, курирующим вопросы денежно-кредитной политики. В январе 2015 функции куратора денежно-кредитной политики были возложены на вновь назначенного первого заместителя председателя Центробанка Д. В. Тулина, функциями Юдаевой стали экономическое моделирование и прогнозирование, установление официальных курсов иностранных валют по отношению к рублю и др.
Главный редактор научного журнала Банка России «Деньги и кредит». С 2021 заведующий базовой кафедрой Банка России в НИУ ВШЭ.
В рейтинге «100 самых влиятельных женщин России» журнала Огонёк, опубликованном в марте 2014 года, заняла 30-е место.