Em 1983, ela foi convocada para integrar a tripulação da Challenger na missão STS-7, cujo objetivo era colocar um satélite de comunicação em órbita. Assim, ela se tornou a primeira mulher americana a marcar presença no espaço e a terceira do mundo a fazê-lo, precedida pelas soviéticas Valentina Tereshkova (1963) e Svetlana Savitskaya (1982)
Em uma declaração preparada antes de falecer, Sally disse publicamente que mantinha relacionamento com uma mulher chamada Tam O'Shaughnessy. O site da astronauta, Sally Ride Science, coloca Tam como parceira de Sally por quase 30 anos