Professeur, titulaire de la chaire "recherche technologique et compétitivité économique" du Cnam depuis 1998, elle a été nommée comme administratrice générale entre 1998 et 2008. Elle débute ses études à l’université Paris-1 où elle obtient une licence ès lettres et un doctorat d’histoire, puis à l’Institut Goethe de Bruxelles. Elle est diplômée de l’Ecole nationale des langues orientales vivantes (Enlov). De 1965 à 1967, elle est collaboratrice technique à la Fondation des sciences politiques de Paris, avant d’enseigner au lycée français de Bruxelles de 1969 à 1973. A partir de 1982 et pendant quatre ans, elle est adjointe du directeur général des enseignements supérieurs et de la recherche au ministère de l’Education Nationale. Secrétaire général de la recherche au sein du groupe Renault de 1990 à 1998, elle est en même temps nommée présidente du conseil d'administration du Cned, poste qu'elle occupe jusqu'en 2002. Membre du conseil auprès de la commission européenne pour le 5e programme cadre européen de recherche et développement en 1999, elle a occupé différents postes au CNRS, notamment celui de la politique régionale et universitaire de 1987 à 1989 et d’administratrice de 1999 à 2005. Elle a présidé l’association "Rencontres et ateliers" de l’OCDE (1984-96) et a administré l’Ecole centrale de Paris (1998-2005), l’Ecole nationale supérieure de Cachan (depuis 2000) et le Centre d’études et de recherches sur l’emploi et les qualifications (Céreq). Depuis 2006, elle est co-présidente du Haut conseil pour la recherche et pour la coopération scientifique et technologique franco-israélien. Par ailleurs, elle a été conseillère municipale de Rioz (Haute-Saône), de 1989 à 2001.
Laurence Paye-Jeannenay est Officier de la Légion d’Honneur, Officier de l’Ordre national du Mérite et Chevalier des Palmes académiques.