Na Universidade Federal de Alagoas ocupou relevantes funções na área acadêmica e administrativa. Professora Adjunta da Faculdade de Medicina da instituição, foi chefe do Departamento de Medicina Social do Centro de Ciências da Saúde (1980 a 1983); coordenadora do Projeto Pedagógico Global da Área da Saúde (1990); diretora “pró-tempore" do Hospital Universitário Professor Alberto Antunes (1990); e diretora do Centro de Ciências da Saúde (1996 a 2000).
Na vice-reitoria da Ufal até 2000, Ana Dayse foi uma das lideranças do processo de expansão da pós-graduação e da graduação da Universidade, inclusive com a implementação de cursos no turno noturno no Campus A. C. Simões, em Maceió, iniciativa pioneira à época. Ao final da gestão como vice-reitora da Ufal, um novo desafio aguardava a médica e professora: assumir em 2001 a Secretaria Municipal de Educação de Maceió (Semed), comandando uma das mais importantes pastas do governo municipal. À frente da Semed Ana Dayse imprimiu um novo ritmo na educação pública da capital alagoana, priorizando a gestão compartilhada, ampliando a oferta de vagas, descentralizando a aquisição da merenda escolar e capacitando profissionais docentes da Educação Básica.
Em 2003 a comunidade acadêmica da Ufal conduziu Ana Dayse Rezende Dorea ao cargo máximo da gestão universitária, elegendo-a para a reitoria que comandou os destinos da instituição entre 2003 e 2007.
Sob sua liderança a Ufal viveu um inédito ciclo de expansão e qualificação, que resultou no aumento no número de vagas e de cursos de graduação de 2.225 vagas e 45 cursos em 2003 para 5.193vagas e 86 cursos em 2011; no aperfeiçoamento da qualidade da oferta acadêmica; na criação de novos cursos de pós-graduação e na interiorização da Ufal com a implantação do Campus Arapiraca e unidades em Viçosa, Penedo e Palmeira dos Índios, em 2006.
Avanços que culminaram em 2007 na recondução de Ana Dayse à reitoria da Ufal, sendo a médica e professora novamente eleita para liderar a comunidade acadêmica até o final de 2011. Neste período a instituição experimentou novo salto quantitativo e, especialmente, qualitativo. O processo de expansão e interiorização foi radicalizado com a implantação da Universidade no sertão alagoano, nas cidades de Delmiro Gouveia e Santana do Ipanema, ofertando contribuição indelével para a democratização do ensino superior público em Alagoas.
Ao final de sua gestão, a cinquentenária Ufal alcançara a marca histórica de 86 cursos de graduação, cerca de 26.000 estudantes matriculados, 30 programas de pós-graduação (mestrados e doutorados) 3 campi e 23 unidades acadêmicas além de uma forte e sólida atuação extensionista perante à comunidade alagoana.
Neste percurso de vida e trabalho Ana Dayse foi condecorada e agraciada com dezenas de prêmios e honrarias, participou de inúmeros eventos nacionais e internacionais como palestrante e convidada e teve assento de destaque em diversos organismos e entidades regionais e nacionais, como atesta sua atuação como vice-presidente da Associação Nacional dos Dirigentes das Instituições Federais de Ensino Superior (Andifes) entre 2009 e 2010.
