Texasin yliopistossa vuonna 2003 Sanya Richards voitti NCAA: n mestaruuden 400 metrillä ajalla 50,58. Kun hänen toisen vuoden opiskelija vuoden 2004, hän kääntyi ammattilainen.

Ateenan olympialaisissa 2004 Richards kuului Yhdysvaltain joukkueeseen, joka sijoittui ensimmäiseksi 4×400 metrin viestissä. Hän on saavuttanut hopeaa 400 metrillä yleisurheilun MM-kilpailuissa 2005. Vuonna 2006 hän voitti Jeremy Warinerin (400 m) ja Asafa Powellin (100 m) kanssa samalla kaudella kuudennen voittonsa kuudesta IAAF: n Kultaisen liigan osakilpailusta, jotka toivat hänelle yhteensä 250 000 dollaria. Hän rikkoi Valerie Brisco-Hooksin Yhdysvaltain ennätyksen 48,83 ajalla 48,70 kauden 2006 päätteeksi ja valittiin IAAF: n Vuoden naisurheilijaksi 2006. Hänen 48,70 riveissä hänet #7 nainen esiintyjä kaikkien aikojen. Se on ainoa kerta, kun nainen on juossut alle 49 sekunnin ilman, että toinen kilpailija on juossut heistä sekunnin sisällä samassa kilpailussa.

kun Richards-Ross ei päässyt 400 metrille vuoden 2007 yleisurheilun MM-kisoissa Osakassa Yhdysvaltain karsinnoissa neljänneksi, Richards-Ross oli ennakkosuosikki voittamaan kultaa Pekingin olympialaisissa 2008 ja selviytyi loppukilpailuun nopeimmin, mutta karsiutui lohkoista liian nopeasti ja hänet ohitettiin loppusuoralla Ison-Britannian Christine Ohuruogun ja Jamaikan Shericka Williamsin voittaessa pronssimitalin.

kaudella 2009 Richards-Ross otti 400 metrillä maansa mestaruuden 50.05 sekuntia, maaliin yli puoli sekuntia nopeammin kuin toiseksi sijoittunut Debbie Dunn. Vaikka hän odotti nopeampia aikoja, hän totesi, että vuoden 2009 MM-kisojen voittaminen Berliinissä oli hänen ykköstavoitteensa. Voitto ajalla 49,46 s Rooman Golden Galassa rikkoi Marita Kochin ennätyksen Alle 50 sekunnin juoksuista, mikä nosti Richardsin uran yhteistuloksen 36: een. MM-kisoissa Richards voitti neljännen Kultaisen liigan kilpailunsa 400 metrillä ajalla 49.34 sekuntia ja voitti ensimmäisen maailmanmestaruutensa 400 metrillä IAAF: n yleisurheilun maailmanmestaruuskilpailuissa 2009 Berliinissä maailman kärkiajalla 49,00 sekuntia. Richards-Ross ankkuroi myös team USA kultamitalin naisten 4 × 400 metrin viestissä kuudenneksi nopein aika historiassa 3.17.83 minuuttia, Richards-Ross eroa aika viestissä oli epävirallisesti 48,43 sekuntia. Jälkeen uran määrittelevä Maailmanmestaruus, Richards-Ross jatkoi voittaa hänen kaksi viimeistä Golden League kilpailuista uuden maailman kärkiajat 48,94 sekuntia (Zürich) ja 48.83 sekuntia (Bryssel) jakaa $1m dollarin jättipotin miesten 3000 m/5000 m voittaja Kenenisa Bekele ja naisten seiväshyppy voittaja Jelena Isinbayeva, kukin saa US$333,333; tämä oli kolmas kerta Richards oli voittanut Golden League jättipotin. Sanya Richards-Ross päättyi hänen massiivinen kausi korkea voittamalla hopeaa 200 m IAAF World Athletics Final takana maailmanmestari Allyson Felix kanssa aika 22.29 sekuntia, ja voittamalla kultaa 400m kanssa aika 49.95 sekuntia; saavuttaa hänen 41.sub-50 toinen 400m run.

loukkaantumisen jälkeen, joka ennenaikaisesti päätti hänen 2010 kausi, Richards-Ross hyppäsi takaisin 2011 juoksi 49,66 juuri ennen MM Daegu, Etelä-Korea. Hän jäi kuitenkin finaalissa seitsemänneksi. Richards-Ross palasi myöhemmin huippukuntoon 4 × 400 metrin viestissä, tällä kertaa hän juoksi avausosuuden ajassa 49,1, mikä nosti joukkueen voittoon. Se oli hänen ennätyksellinen viides kultamitalinsa MM-kisoista.

Lontoon olympialaisissa 2012 Richards-Ross karsiutui naisten 400 metrillä ajalla 49,55 voittaen kultaa Yhdysvalloille. Richards-Ross juoksi myös ankkuriosuuden kultaa voittaneessa Yhdysvaltain naisten 4 × 400 metrin viestijoukkueessa. Richards-Ross voitti olympialaisten jälkeen loput Timanttiliigan osakilpailut 400 metrillä Tukholmassa (49,89) ja Zürichissä (50,21). Voitto Tukholmassa paransi hänen uransa yhteensä alle 50 sekunnin kilpailun lukemiin 46.

jalkaleikkauksesta toipuva Richards-Ross aloitti yleisurheilukautensa toukokuussa 2014 Jamaikalla. Hän juoksi kauden parhaansa 49,66 ja voitti Timanttiliigan kilpailut Pariisissa ja Brysselissä. Richards-Ross kärsi uransa päättävä vamma hänen oikea hamstring klo olympiakarsinnoissa 1. heinäkuuta 2016. Pian tämän jälkeen hän ilmoitti lopettavansa kilpailemisen vuoden 2016 kesäolympialaisissa. Hän toimi yleisurheilun olympiatapahtumien kommentaattorina.