I 1979 ble O’Connor innsatt ved Arizona State Court of Appeals, hvor hun arbeidet frem til 1981 da hun ble utnevnt til Høyesterett av USAs daværende president Ronald Reagan. O’Connor fikk en telefon fra president Reagan dagen før offentliggjøringen om at hun skulle bli ny høyesterettsdommer, og hun visste ikke at hun var en av kandidatene til denne stillingen før presidenten ringte.