Sania Mirza est la première Indienne à remporter un titre en simple sur le circuit WTA (à l'Open d'Hyderâbâd en 2005), à jouer le 4e tour d'un tournoi du Grand Chelem (la même année à l'US Open), à s'imposer, en double mixte, dans un des quatre Majeurs (en 2009 aux Internationaux d'Australie avec son compatriote Mahesh Bhupathi) et à devenir no 1 mondiale en double[1].
Le 2007, elle se hisse au 27e rang mondial en simple, le meilleur classement de sa carrière et également le meilleur classement atteint par une joueuse indienne. Elle a aussi gagné quarante-et-un tournois en double dames et a atteint la 1re place mondiale du classement dans cette spécialité le 2015.
En 2012, à nouveau avec Mahesh Bhupathi, elle gagne le double mixte à Roland-Garros. En 2014, avec le Brésilien Bruno Soares, elle remporte aussi le double mixte à l'US Open.
En dehors du circuit professionnel, elle a notamment remporté la médaille d'argent des Jeux du Commonwealth en simple et celle de bronze en double en 2010.
Sania Mirza commence la pratique du tennis à l'âge de six ans. Sur le circuit WTA junior, elle remporte dix titres en simple et douze en double, dont le tournoi de Wimbledon 2003 aux côtés de la Russe Alisa Kleybanova. À 15 ans, elle joue son premier tournoi professionnel senior sur le circuit ITF, en , parvenant cette année-là jusqu'en demi-finale au tournoi de New Delhi. Elle participe aux Jeux asiatiques de 2002, où elle remporte une médaille de bronze en double mixte avec Leander Paes.
Dès , elle remporte son premier titre ITF en simple à Hyderâbâd face à Akgul Amanmuradova, puis enchaîne avec deux autres titres à Manille. En , elle fait ses débuts sur le circuit WTA lors de l'Open d'Hyderâbâd, où elle s'incline au premier tour. Elle participe également aux Jeux afro-asiatiques de 2003, où elle remporte quatre médailles d'or.
Pour sa première année pleine sur le circuit senior, Sania Mirza remporte son premier titre WTA en double dès février 2004 lors de l'Open d'Hyderâbâd aux côtés de la Sud-Africaine Liezel Huber. Durant cette saison, elle remporte également six titres ITF en simple.
2005 : l'éclosion
Elle fait ses débuts en Grand Chelem lors de l'Open d'Australie 2005, où elle atteint le troisième tour. En , à l'Open d'Hyderâbâd où elle est tenante du titre en double, elle s'impose en simple en battant notamment les têtes de série Zheng Jie, Maria Kirilenko et Alona Bondarenko en finale. Elle devient alors la première Indienne à s'imposer en simple sur le circuit WTA.
En septembre, elle atteint les demi-finales de l'Open du Japon en écartant notamment la tête de série no 1 : Vera Zvonareva. Sania Mirza termine la saison 2005 à la 31e place mondiale et elle est récompensée comme révélation de l'année aux WTA Awards.
2006 - 2010 : huit titres en double et deux finales en simple, premier titre en Grand Chelem
Elle parvient en finale des tournois de Stanford en 2007 et de Pattaya en 2008.
Avec Liezel Huber, elle obtient deux titres en double en 2006. L'année suivante, elle obtient quatre nouveaux titres avec à chaque fois une partenaire différente : elle décroche le titre à Fès avec Vania King, à Cincinnati avec Bethanie Mattek, à Stanford avec Shahar Peer, et avec Mara Santangelo à New Heaven. En 2009 elle s'associe à Chuang Chia-Jung et remporte le titre de Ponte Vedra Beach. L'année suivante elle remporte le titre de Guangzhou associée à Edina Gallovits.
En 2012, elle remporte son second tournoi majeur en mixte. Associée à Mahesh Bhupathi, elle confirme son talent en remportant le tournoi de Roland-Garros. Puis avec Bruno Soares, elle remporte l'US Open l'année suivante.
En 2011, elle remporte trois titres en double. En 2012, elle en remporte quatre. L'année suivante, elle remporte quatre et en 2014, elle remporte trois titres.
2015 - 2016 : trois titres en double dames d'affilée en Grand Chelem
En 2015, elle collectionne neuf titres dont huit avec une autre spécialiste du double: Martina Hingis. Avec cette dernière, elle gagne deux titres majeurs en 2015 : Wimbledon et l'US Open. L'année suivante, toujours avec la même partenaire, elle enchaine en remportant cinq titres dont le majeur en Australie. Cette même année, elle remporte trois autres titres.
2016-2022: Quelques bons résultats en majeur et quelques titres, puis absence de titres
Elle atteint les huitièmes à trois reprises avec Strýcová à l'Open d'Australie 2017, avec Flipkens la même année à Wimbledon. Avec Peng Shuai, elle atteint son meilleur score depuis son dernier titre en majeur en atteignant les demi-finales lors de l'US Open 2017. Et atteint aussi les huitièmes avec Hradecká aux internationaux de France 2022.
Après 2021, elle ne décroche plus de titres mais atteint encore trois finales.
2023 : dernière finale à l'Open d'Australie en double mixte puis retraite
Le 7 janvier 2023, elle annonce prendre sa retraite sportive, après le tournoi de Dubaï, organisé du 19 au 26 février 2023[2]. Elle devait initialement prendre sa retraite après la saison 2022, mais une blessure qu'elle a eue au coude a fait repousser sa décision à 2023[3].
En dehors des courts
Musulmane, Sania Mirza se dit pratiquante et prie plusieurs fois par jour[4]. En novembre 2005, Haseeb-ul-hasan Siddiqui, membre du Conseil des oulémassunnites, lance une fatwa contre elle à cause des tenues, jugées « indécentes », qu'elle porte sur les courts et dans les publicités auxquelles elle participe, au motif que « l'islam n'autorise pas une femme à porter des jupes, des shorts et des hauts sans manches »[4]. Cette fatwa reçoit des soutiens, comme celui de l'organisation Jamiat Ulema-e-Hind(en), mais fait aussi l'objet de critiques de la part d'autres chefs religieux ou spécialistes de l'islam, comme Maulana Wahiduddin Khan(en), président du Centre islamique de New Delhi, Jyotsna Chatterji, membre de l'Église de l'Inde du Nord(en), Haideh Moghissi, professeure à l'Université d'York, ou encore Hafid Ouardiri, porte-parole de la Fondation culturelle islamique de Genève[4].
Sania Mirza s'est fiancée en juillet 2009 avec l'homme d'affaires indien Mohammed Sohrab Mirza[5] mais le projet de mariage est annulé début 2010[6]. Quelques mois plus tard, en avril, elle se marie avec le joueur de cricketpakistanaisShoaib Malik(en), non sans avoir suscité certaines tensions entre l'Inde et le Pakistan[7]. En , alors qu'elle s'est retirée des courts depuis pour cause de blessure au genou[8],[9], Sania Mirza confirme sur Twitter les rumeurs de grossesse qui circulent à son sujet et annonce qu'elle souhaite que le patronyme de l'enfant soit « Mirza-Malik »[10]. Elle se donne alors pour objectif de revenir au haut niveau après sa maternité afin de participer aux Jeux olympiques de 2020[11] Elle donne naissance à un garçon, Azhaan, le [12]. Elle divorce de Shoaib Malik en 2023[13].
En 2016, Sania Mirza publie son autobiographie, intitulée Aces Against Odds[14].
En , elle soutient Mesut Özil, footballeur allemand d'origine turque, lorsque celui-ci décide de ne plus jouer pour la sélection nationale à cause du racisme dont il se dit victime[15].
En simple, la liste débute au 3 novembre 1975, date de la publication du premier classement informatique par la WTA. En double, la liste débute au 10 septembre 1984. Deux joueuses peuvent être simultanément numéro un. Les classements WTA ont été « gelés » du 23 mars au 9 août 2020 (pandémie de Covid-19).