Ride era um dos cinco tripulantes a bordo do ônibus espacial Challenger STS-7. Em 18 de junho de 1983, ela se tornou a primeira mulher americana no espaço, e a mais jovem americana no espaço. A missão levou uma semana para ser concluída. Antes de seu lançamento, a Dra. Ride foi entrevistada várias vezes sobre sua preparação para ir ao espaço. Entre as perguntas sobre seu treinamento, ela também foi questionada sobre como o espaço afetaria sua capacidade de reprodução e que tipo de maquiagem ela iria assumir na missão. Ela lidou com as perguntas com elegância e, mais tarde, disse: “É uma pena que isso seja um grande negócio. É uma pena que nossa sociedade não esteja mais adiante.”
Durante a missão, Ride era a engenheira de voo. Ela lançou dois satélites de comunicação e operou o braço mecânico do ônibus espacial, além de realizar experimentos. Durante uma entrevista de 2008, Ride lembrou: “No dia do lançamento, muita emoção e tanta coisa acontecendo ao nosso redor nos alojamentos da tripulação, mesmo no caminho para a plataforma de lançamento, eu realmente não pensei muito nisso na época, mas passei a apreciar a honra que foi ser selecionado para ser a primeira a ter a chance de ir para o espaço. “
Em 5 de outubro de 1984, Ride partiu em outra missão de ônibus espacial – o STS-41G. Ela passou oito dias conduzindo observações científicas da Terra. Ela também trabalhou em técnicas de reabastecimento para ônibus espaciais. Após sua segunda missão, Ride trabalhou na investigação do acidente do Challenger de 1986. Após a investigação, ela assumiu o papel de assistente especial do administrador da NASA para planejamento estratégico e de longo alcance.
Ride atuou como diretor do California Space Science Insti tute, um instituto de pesquisa da Universidade da Califórnia. Ela também trabalhou como física e professora de física na Universidade da Califórnia, San Diego. Ride foi membro do Comitê de Assessores em Ciência e Tecnologia do Presidente e atuou no Conselho Consultivo do Museu Nacional de História da Mulher.
Ela faleceu em 23 de julho de 2012, após uma batalha de 17 meses contra o câncer pancreático. Ela tinha 61 anos. Durante sua vida, Ride manteve sua vida pessoal privada. Ela se casou com o astronauta Steve Hawley em 1982, mas eles se divorciaram em 1987. Após seu falecimento, Tam O’Shaughnessy começou a falar sobre seu relacionamento de 27 anos. Eles se conheceram quando crianças competindo em competições de tênis, permaneceram amigos íntimos e a amizade floresceu em amor. Ride e O’Shaughnessy foram abertos sobre seu relacionamento como parceiros e como parceiros de negócios, especialmente no final da vida de Ride. Ride não é apenas a primeira mulher americana no espaço, ela também é a primeira astronauta gay reconhecida. Em 2013, o presidente Obama homenageou Ride postumamente com a Medalha Presidencial da Liberdade, e OShaughnessy aceitou o prêmio.
Dr. Sally Ride era apaixonada por melhorar a educação científica e por ajudar mulheres e meninas a cultivar o interesse pela ciência. Um de seus empreendimentos foi Imaginary Lines, que apóia meninas interessadas em matemática, ciências e tecnologia. Ela também escreveu sete livros infantis com temas de exploração espacial. Ela e OShaughnessy fundaram a Sally Ride Science, uma organização sem fins lucrativos que incentiva crianças de todas as origens a se interessarem por ciência, tecnologia, engenharia e matemática (STEM). Mesmo após sua morte, o legado de Sally Ride inspira as pessoas a alcançar as estrelas .