À la suite d'une opération de changement de sexe en 1975, elle entame, à plus de quarante ans, une carrière de joueuse de tennis sur le circuit WTA. Évoluant au tout meilleur niveau international, elle se voit pourtant refuser, en août 1976, le droit de concourir à l'US Open au motif de sa transidentité, révélée par un journaliste.

Soutenue par des centaines de lettres, elle porte l'affaire en justice et obtient gain de cause en 1977 auprès de la Cour suprême des États-Unis. La même année, aux côtés de Betty-Ann Stuart, elle atteint la finale du double dames de l'épreuve dont on l'avait bannie douze mois plus tôt.

20^e mondiale en février 1979 puis coach de Martina Navrátilová pendant deux saisons, Renée Richards abandonne définitivement la compétition en 1982 et renoue aussitôt avec la médecine.