Sin største fremgang som tennisspiller fikk hun i 1978 da hun som den første ikke seedede kvinnen vant Grand Slam-turneringen Australian Open, en bedrift som hun var alene om frem til 2007, da useedede Serena Williams vant, som nummer 81 på rankingen over verdens kvinnelige singlespillere. O'Neil er også den siste fra Australia som har vunnet singleturneringen for damer.