Jamaikalaissyntyinen Richards muutti Yhdysvaltoihin 12-vuotiaana ja sai Yhdysvaltain kansalaisuuden 2002.[3] Samana vuonna hän voitti Yhdysvaltain high school -mestaruuden 100 metrin juoksussa ja 200 metrin juoksussa sekä maan nuorten mestaruuden 200 ja 400 metrin juoksussa. Samana vuonna nuorten MM-kisoissa Kingstonissa hän voitti hopeaa 400 metrillä ajalla 51,49 sekä pronssia 200 metrillä ajalla 23,09. Hän aloitti opintonsa Texasin yliopistossa ja voitti 2003 NCAA-mestaruuden 400 metrillä. Samana vuonna hän voitti myös Yhdysvaltain aikuisten mestaruuden 400 metrillä ja osallistui Pariisin MM-kisoihin, joissa karsiutui henkilökohtaisella matkalla välierissä ajalla 51,32. 4 × 400 metrin viestijuoksussa hän oli mukana Yhdysvaltain MM-kultaa voittaneessa joukkueessa. Vuonna 2004 hän voitti sisäratojen NCAA-mestaruuden 400 metrillä. Ateenan olympialaisissa hän sijoittui henkilökohtaisella matkalla kuudenneksi ajalla 50,19. Viestissä hän oli mukana maansa olympiakultaa voittaneessa joukkueessa.[1]
Richards voitti 2005 Yhdysvaltain mestaruuden 400 metrillä. Hän voitti samana MM-hopeaa Helsingin MM-kisoissa ajalla 49,74 ja oli ensimmäinen IAAF:n yleisurheilufinaalissa ajalla 49,52. Seuraavana vuonna Richards voitti 400 metrillä maansa sisä- ja ulkoratojen mestaruuden. Hän karsiutui Moskovan sisäratojen MM-kisoissa 400 metrin välierissä. Hän oli loppukauden IAAF:n yleisurheilufinaalissa ensimmäinen 400 metrillä ajalla 49,25 ja 200 metrillä toinen ajalla 22,17. Yleisurheilun maailmancupissa samana vuonna hän voitti sekä 400 metrin että 200 metrin juoksut.[1] 400 metrillä hän teki uuden Yhdysvaltain ennätyksen ajallaan 48,70.[3]
Sanya Richards Osakan MM-kisoissa 2007.
Osakaan 2007 Richards ei selviytynyt 400 metrille Yhdysvaltain karsintakilpailuista, vaikka hänellä oli kauden kärkitulos maailmassa matkalla. Hän pääsi kuitenkin mukaan 200 metrille, jossa sijoittui Allyson Felixin voittamassa juoksussa viidenneksi.[4] Pitkässä viestissä Richards oli kuitenkin mukana ja Yhdysvallat voittikin maailmanmestaruuden joukkueella, jossa Richardsin lisäksi olivat Allyson Felix, DeeDee Trotter ja Mary Wineberg.[5] Myöhemmin syksyllä hän voitti 400 metriä IAAF:n yleisurheilufinaalissa.[1]
Pekingissä 2008 Richards jäi 400 metrillä kolmanneksi. Hän johti vielä noin 30 metriä ennen maalia, mutta kova aloitus vaikutti liikaa. Richardsin askel hiipui ja loppusuoralla nopeammat Christine Ohuruogu ja Shericka Williams menivät ohi Richardsista. Ohuruogu voitti olympiakultaa.[6] 4×400 metrin viestissä hän voitti olympiakultaa Yhdysvaltain joukkueessa. Hän voitti Yhdysvaltojen-mestaruuden 400 metrillä.[7]IAAF:n yleisurheilufinaalissa hän voitti sekä 200 että 400 metriä.[1]
Berliinissä 2009 Richards voitti maailmanmestaruuden 400 metrillä ajalla 49,00.[1] Pitkässä viestissä hän juoksi ankkuriosuuden Yhdysvaltojen kultajoukkueessa.[8]IAAF:n yleisurheilufinaalissa hän voitti 400 metriä ja oli 200 metrillä toinen.[1] Lisäksi hän voitti maansa mestaruuden 400 metrillä[7]. Daegun MM-kilpailuissa 2011 hän sijoittui 400 metrillä seitsemänneksi ajalla 51,32.[1] 4×400 metrin viestissä hän juoksi aloitusosuuden maailmanmestaruuden voittaneessa Yhdysvaltain joukkueessa.[9]Istanbulin sisäratojen MM-kilpailuissa 2012 hän voitti 400 metrin maailmanmestaruuden ajalla 50,79[1] ja sai hopeaa 4 × 400 metrin viestissä.[10]. Hän voitti myös sisäratojen Yhdysvaltojen-mestaruuden 400 metrillä[7].
Richards-Ross voitti 2012 maansa olympiakarsinnoissa 400 metriä. Lontoon olympialaisissa hän voitti 400 metrillä kultaa ajalla 49,55. 4 × 400 metrin viestissä hän juoksi ankkuriosuuden Yhdysvaltojen kultajoukkueessa. 200 metrillä hän sijoittui viidenneksi. Hän saavutti IAAF World Relays -kilpailuissa kultaa 4 × 400 metrin viestissä 2014 ja hopeaa sekamatkaviestissä (1 200 m + 400 m + 800 m + 1 600 m) 2015. Pekingin MM-kilpailuissa 2015 hän sai hopeaa 4 × 400 metrin viestissä.[7]
2016 olympiakarsinnoissa hän loukkasi kinnerjänteensä ja vamma pakotti hänet lopettamaan uransa.
