Ingénieur en chef des Mines, Virginie Schwarz a travaillé au sein de la direction régionale de l'industrie et de la recherche (Drire) d'Ile-de-France en tant que chargée du développement industriel de 1996 à 1999. Elle rejoint ensuite la sous-direction de l'électricité à la direction générale de l'énergie et des matières (ancienne DGEC) du ministère de l'Industrie. En 2003, elle rentre à l'Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie (Ademe) en tant que directrice opérationnelle déléguée Energie, Air, Bruit puis part pour New York de 2007 à 2009 au sein du groupe Energie et environnement du Programme des Nations unies pour le développement (PNUD).
De retour en France, elle est nommée à la direction exécutive des programmes de l'Ademe avant d'être promue en 2013 aux fonctions de directrice générale déléguée de l'Agence.
