Sylvie Pétremand a étudié le droit à l'Université de Lausanne et elle s'est spécialisée en droit de la sécurité sociale à l'Université de Genève, notamment en soutenant avec succès une thèse de doctorat sur la fixation de L'âge de la retraite en droit international, européen et suisse de la sécurité sociale sous la direction du Prof. Pierre-Yves Greber (Docotrat en droit "summa cum laude", Prix Prof.  Walther Hug et Prix d'Excellence de la Société suisse du droit de la responsabilité civile et des assurances). 

Après avoir été l’assistante du Prof. Riccardo Jagmetti, à Zurich, elle a travaillé de 1998 à 2003 comme responsable juridique auprès d’une grande compagnie d’assurances à Lausanne et à Zurich. Elle a ensuite assumé de 2003 à 2012 des tâches de direction à la tête d’autorités de surveillance d’institutions de prévoyance à Lausanne (direction d'une section) puis à Fribourg (direction de l'autorité). 

Depuis 2013, elle est chargée de l’enseignement du droit des assurances sociales à l’Université de Lausanne et, en parallèle, elle siège en qualité de juge cantonale suppléante à la Cour des assurances sociales du Tribunal cantonal vaudois. En tant que représentante de la Confédération, elle est membre de la Commission fédérale pour la prévoyance professionnelle depuis 2016. 

Ses domaines de recherche sont le droit international et suisse des assurances sociales, en particulier les systèmes de pensions. Dans ces domaines, elle donne des conférences depuis de nombreuses années aussi bien en Suisse romande et en Suisse alémanique, qu'à l'étranger, et elle est l’auteure de nombreuses publications ainsi que de commentaires de lois, sur des sujets d’actualités comme des questions techniques.