Strādāja par zinātnisko līdzstrādnieci A. Kirhenšteina mikrobioloģijas institūtā (1967-1974), 1974. gadā ievēlēta par Rīgas Medicīnas institūta (RMI) docenti, bija RMI Mikrobioloģijas katedras vadītāja (1975-1996). 1980. gadā Aija Žileviča Maskavas Virusoloģijas institūtā aizstāvēja medicīnas zinātņu doktores disertāciju, ievēlēta par RMI profesori (1982), bija Latvijas Medicīnas akadēmijas (AML) mācību prorektore (1993-1994). Latvijas Zinātnes Padomes medicīnas ekspertu padomes priekšsēdētāja (1992-1999) un Apvienotās ekspertu padomes priekšsēdētāja (1994-1997).
Pēc konflikta ar AML vadību 1995. gadā sāka līdztekus strādāt Traumatoloģijas un Ortopēdijas slimnīcā par mikrobioloģijas laboratorijas vadītāju, vēlāk pārgāja darbā uz Latvijas Universitāti, kur 1998. gadā tika ievēlēta par atjaunotās Latvijas Universitātes Medicīnas fakultātes mikrobioloģijas profesori.[2] LU Medicīnas, farmācijas un bioloģijas nozares promocijas padomes priekšsēdētāja (2009).[3]
I.Ancupane, A.Miltins, V.Miltins, A.Zilevica. Tendency in the spread of syphilis among the population of Latvia (1900-1997). Acta medicohistorica Rigensia, 2000, pp. 149-157.