Родилась на Ямайке, в возрасте 12 лет покинула родину и уехала в США. Лёгкой атлетикой начала заниматься с 7 лет. В 2002 году Саня стала гражданкой США. В том же году победила на юношеском чемпионате США (50,49 с) и стала призёром юношеского чемпионата мира на 400-метровке.
В 18 лет, ещё не выходя из юношеского возраста, вошла в сборную США и добилась первого большого успеха. На чемпионате мира 2003 года в составе эстафеты 4x400 м выиграла золото. С этого момента Саня входит в число лучших спортсменок мира на дистанции 400 метров, иногда также выступая на дистанции 200 метров. В финале 400-метровки в Афинах в 2004 году Ричардс-Росс была только шестой, но завоевала золото в эстафете 4x400 м.
На чемпионат мира 2005 года в Хельсинки Саня уже приехала в ранге фаворита на дистанции 400 м, имея в сезоне результат 49,20 с — лучший среди участниц. Финал проходил в сильный дождь. Саня лидировала первые 300 метров, но на финишной стометровке её опередила опытная Тоник Уильямс Дарлинг. В 2006 году Саня, победив на 6 из 6 этапов, выиграла соревнования Золотой лиги, заработав $250 тыс. В этом же году в финале Кубка мира она установила рекорд США — 48,70 с, превзойдя достижение Валери Бриско-Хукс. В 21 год Ричардс-Росс стала самой молодой спортсменкой, преодолевшей рубеж 49 с в беге на один круг.
В 2007 году в сборной США сложилась парадоксальная ситуация. Ричардс-Росс имела лучший результат сезона 49,52 с. Также в 2007 году Саня победила в коммерческих стартах Золотой лиги. На чемпионате США из-за недомогания Саня Ричардс-Росс финишировала на 400-метровке четвёртой и не отобралась в команду на чемпионат мира в Осаке. В сборной США предыдущие заслуги спортсмена не имеют значения, и в расчёт принимается только конкретный результат на отборе. В итоге и сборная США лишилась, как считают специалисты, вполне возможной медали. Спортсменка, тем не менее, индивидуально выступила на 200 метровке (5-е место) и снова победила вместе с подругами в эстафете 4x400 м.
На игры в Пекине Саня Ричардс-Росс прибыла фаворитом, хотя не имела в активе, как обычно, лучшего результата сезона в мире. В финале Саня начала слишком быстро даже для неё — первые 200 метров за 23,4 с. В итоге на последних 100 метрах её опередила Кристин Охуругу и Шерика Уильямс. Результат победительницы был всего 49,62 с — это наихудший результат олимпийского финала на 400 метров ещё с 1972 года.
В эстафете 4x400 Саня учла ошибки индивидуального финала и распределила силы более грамотно. Ричардс-Росс получила палочку от Моник Хендерсон на три метра позади Анастасии Капачинской. Саня холоднокровно дождалась выхода на финальную стометровку и обошла Анастасию рывком на финише. Её результат на этапе 49,83 с (с ходу).
На чемпионате мира 2009 года в Берлине Сане наконец удалось завоевать золото на четырёхсотметровке. В финале она установила лучший результат сезона в мире 49,00 с, продемонстрировав безоговорочное преимущество над соперницами. В эстафете 4x400, где Саня как сильнейшая замыкала квартет, спортсменкам США также удалось одержать победу.
Саня Ричардс-Росс — глубоко религиозный человек. Она — последователь баптизма и считает, что её талант — дар от Бога.
В 2007 году у спортсменки диагностировано довольно редкое заболевание — болезнь Бехчета (поражение иммунной системы).