La Dra. Padilla es va llicenciar en Psicologia a la Universitat Autònoma de Madrid i va realitzar un màster professionalitzant i un màster en recerca en Clínica dels Trastorns del Llenguatge a la Universitat Complutense. Més endavant, va obtenir una beca de Formació de Personal Investigador a la Universitat de les Illes Balears per realitzar un doctorat en Neurociències, investigant sobre el paper de l’exercici físic en la prevenció del deteriorament cognitiu. Durant el seu doctorat va realitzar una estada al Lifelong Brain and Cognition Lab (Institut Beckman, Universitat d’Illinois Urbana – Champaign, EUA), i una segona estada al Brain, Mind, and Behaviour Research Centre (Universitat de Granada), en les quals es va formar en diferents tècniques de neuroimatge (ressonància magnètica estructural, funcional i de difussió). Posteriorment, va obtenir un contracte com a investigadora associada al grup Cambridge Intellectual and Developmental Disabilities Research (Universitat de Cambridge), en el qual va investigar sobre l’efecte de les proteïnes beta-amiloide i tau en el cervell dels adults amb demència i síndrome de Down, utilitzant ressonància magnètica i tomografia per emissió de positrons.
Concepción Padilla ha combinat la seva tasca investigadora amb la pràctica clínica i la docència en diferents universitats. Està acreditada com a neuropsicòloga clínica (Ministeri de Sanitat) i com a professora contractada doctora i d’universitat privada (ANECA i AQU Catalunya).