Hun var føderal dommer i den andre kretsens appelldomstol da hun i 2009 ble nominert av president Barack Obama til USAs høyesterett. Hun ble utnevnt 6. august 2009 av det amerikanske senatet med 68 mot 31 stemmer. Sotomajor ble med dette historisk som første høyesterettsdommer med spansktalende bakgrunn. Hun var den tredje kvinnen som ble utnevnt til dette vervet.