Ride fue uno de los cinco miembros de la tripulación a bordo del transbordador espacial Challenger STS-7. El 18 de junio de 1983, se convirtió en la primera mujer estadounidense en el espacio y la estadounidense más joven en el espacio. La misión tardó una semana en completarse. Antes de su lanzamiento, la Dra. Ride fue entrevistada varias veces sobre su preparación para ir al espacio. Entre las preguntas sobre su formación, también le hicieron preguntas sobre cómo el espacio afectaría su capacidad para reproducirse y qué tipo de maquillaje tomaría en la misión. Manejó las preguntas con gracia y luego dijo: «Es una lástima que esto sea tan importante. Es una lástima que nuestra sociedad no esté más avanzada».
Durante la misión, Ride fue la ingeniera de vuelo. Lanzó dos satélites de comunicación y operó el brazo mecánico del transbordador, además de realizar experimentos. Durante una entrevista en 2008, Ride recordó: «El día del lanzamiento, hubo tanto tanta emoción y tantas cosas sucediendo a nuestro alrededor en los cuartos de la tripulación, incluso en el camino a la plataforma de lanzamiento, realmente no pensé mucho en eso en ese momento, pero llegué a apreciar el honor que era ser seleccionado para ser la primera en tener la oportunidad de ir al espacio «.
El 5 de octubre de 1984, Ride realizó otra misión de transbordador: el STS-41G. Pasó ocho días realizando observaciones científicas de la Tierra. También trabajó en técnicas de reabastecimiento de combustible para lanzaderas. Después de su segunda misión, Ride trabajó en la investigación del accidente del Challenger de 1986. Después de la investigación, asumió el papel de asistente especial del administrador de la NASA para planificación estratégica y de largo alcance.
Ride se desempeñó como Director de California Space Science Insti tute, un instituto de investigación de la Universidad de California. También trabajó como física y profesora de física en la Universidad de California, San Diego. Ride fue miembro del Comité de Asesores de Ciencia y Tecnología del Presidente y sirvió en la Junta Asesora del Museo Nacional de Historia de la Mujer.
Falleció el 23 de julio de 2012 después de una batalla de 17 meses contra el cáncer de páncreas. Tenía 61 años. Durante su vida, Ride mantuvo su vida personal en privado. Se casó con su compañero astronauta Steve Hawley en 1982, pero se divorciaron en 1987. Después de su fallecimiento, Tam OShaughnessy habló sobre su relación de 27 años. Se conocieron cuando eran niños mientras competían en competencias de tenis, siguieron siendo amigos cercanos y la amistad se convirtió en amor. Ride y OShaughnessy fueron abiertos sobre su relación como socios y como socios comerciales, especialmente hacia el final de la vida de Ride. Ride no solo es la primera mujer estadounidense en el espacio, también es la primera astronauta gay reconocida. En 2013, el presidente Obama honró póstumamente a Ride con una Medalla Presidencial de la Libertad, y OShaughnessy aceptó el premio.
El Dr. A Sally Ride le apasionaba mejorar la educación científica y ayudar a las mujeres jóvenes y niñas a fomentar el interés por la ciencia. Uno de sus esfuerzos fue Imaginary Lines, que apoya a las niñas interesadas en matemáticas, ciencia y tecnología. También escribió siete libros para niños con temas de exploración espacial. Ella y OShaughnessy establecieron Sally Ride Science, una organización sin fines de lucro que anima a los niños de todos los orígenes a interesarse por la ciencia, la tecnología, la ingeniería y las matemáticas (STEM). Incluso después de su muerte, el legado de Sally Ride inspira a las personas a alcanzar las estrellas. .