În 2013, Nyberg a servit ca inginer de zbor pe ISS Expedition 36 și Expedition 37, fiind lansat pe Soyuz TMA-09M. La aniversarea a 50 de ani de la 16 iunie 2013 a lui Vostok 6, prima fotografie spațială realizată de o femeie, Valentina Tereshkova, Nyberg a fost una dintre cele două femei din spațiu, cealaltă fiind astronauta chineză Wang Yaping la bordul Tiangong-1 în misiunea Shenzhou 10. În septembrie, ea a postat o fotografie a unui dinozaur împăiat pe care l-a creat în orbită din resturi de pe stația spațială, care se crede că este primul animal împăiat care a fost trimis în spațiu. Animalele împăiate sunt adesea luate în spațiu, în scopuri sentimentale, dar și pentru că sunt indicatori buni de gravitație zero: încep să plutească atunci când intră în misiune. În timpul acestei misiuni, Nyberg a îndeplinit diverse sarcini, de exemplu, simulând un scenariu de pregătire de urgență.
ISS Expediția 36 și Expediția 37