Nata nel Rhode Island, dopo gli studi la McSally si arruolò nell'Air Force. Per molti anni fu impegnata nel pilotaggio di T-37 e A-10 e negli anni novanta fu inviata in Kuwait e Iraq, prendendo parte anche all'Operazione Southern Watch. Nel 1999 prese parte all'Operazione Allied Force e nel 2004 venne spedita in Afghanistan per partecipare all'Operazione Enduring Freedom.