Она была назначена президентом Рональдом Рейганом 7 июля 1981 года и проработала до 31 января 2006 года.
Во время работы в Суде О'Коннор была известна своим прагматизмом, приверженностью верховенству закона и готовностью работать с судьями как либеральных, так и консервативных убеждений.
Она является автором многих важных мнений, в том числе мнения большинства по делу Планируемое родительство против Кейси. , который подтвердил основные принципы дела Роу против Уэйда, но при этом позволил штатам налагать некоторые ограничения на аборты.
О'Коннор также был решающим голосом в нескольких других важных делах, включая дело Буш против Гора, которое фактически решило исход президентских выборов 2000 года.
Ее мнение часто было решающим фактором в делах, которые разделялись между либеральными и консервативными судьями Суда.
Назначение О'Коннор в Верховный суд стало крупным прорывом для женщин в юридической профессии. Она была примером для подражания для многих женщин, которые пошли по ее стопам.