Το 1978 η Sally Ride προσελήφθη στην NASA ανάμεσα σε 8.000 υποψηφίους και εκπαιδεύτηκε ως αστροναύτισσα. Στις 18 Ιουνίου 1983 έγινε η πρώτη αμερικανίδα που ταξίδεψε στο διάστημα ως μέλος του πληρώματος του διαστημικού λεωφορείου «Τσάλεντσερ», σε μια εξαήμερη αποστολή κατά την οποία τέθηκαν σε τροχιά δύο δορυφόροι.
Μετά την αποχώρησή της από τη NASA το 1989, έγινε καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο του Σαν Ντιέγκο και επιδίωξε να ενθαρρύνει τα νεαρά κορίτσια να συνεχίσουν στο δικό της διαστημικό δρόμο. Υπηρέτησε επίσης στις ομάδες έρευνας που εξέτασαν τις συνθήκες συντριβής των διαστημικών λεωφορείων «Τσάλεντζερ» (18 Ιανουαρίου 1986) και «Κολούμπια» (1 Φεβρουαρίου 2003).
Η Sally Ride πέθανε στις 23 Ιουλίου 2012 στην πόλη Λα Χόγια της Καλιφόρνιας , σε ηλικία 61 ετών, μετά από 17μηνη μάχη με τον καρκίνο του παγκρέατος.
