Elle commence la gymnastique à l’âge de 8 ans, atteint le niveau élite 2002 et rejoint l’équipe nationale américaine en 2003. Aux Championnats nationaux américains, de 2004 à 2008, elle gagne douze médailles, dont quatre en or au saut de cheval et deux en or au sol. Aux Championnats du monde de gymnastique artistique de 2005 à 2007, elle gagne sept médailles, dont une en or au sol en 2005 et une en or par équipe en 2007. Aux Jeux olympiques d'été de 2008 à Pékin, elle remporte la médaille d’argent par équipe. En 2010, Alicia Sacramone a fait son grand retour en gagnant la médaille d’argent au saut de cheval aux Championnats nationaux américains. Aux Championnats du monde de gymnastique artistique 2010 à Rotterdam, elle remporte aussi la médaille d’or au saut. Cette médaille d’or lui donne un total de neuf médailles d’or en championnats du monde, rejoignant Shannon Miller et Nastia Liukin, athlètes américaines ayant remporté le plus de médailles aux championnats de monde de gymnastique.