Mireille Tremblay s’intéresse à la variation et au changement en français. Spécialiste de l’histoire de la langue française, elle a étudié la morphosyntaxe du français médiéval. Ses recherches les plus récentes se penchent sur les nouvelles pratiques langagières des Montréalais et le changement en cours dans la communauté. Sa participation au grand projet «Le français à la mesure d’un continent: un patrimoine en partage» l’a amenée à travailler à la constitution d’un nouveau corpus variationniste de français montréalais. Ce nouveau corpus d’entrevues sociolinguistiques semi-dirigées contribue à une meilleure compréhension de l’évolution du français montréalais et permet de documenter l’apport des Néo-Québécois à la dynamique du français parlé à Montréal.  Elle s’intéresse également au rapport entre l’oralité et l’écrit dans les nouveaux moyens de communication, particulièrement dans les messages textes.