El primer éxito nacional de Hamill llegó en 1969, cuando ganó el título de novicia femenina en el Campeonato de los Estados Unidos a la edad de 12 años. Más tarde esa primavera, Hamill fue invitado a actuar en el Madison Square Garden con la gira de exhibición (en años posteriores conocida como Champions on Ice) que siguió al Campeonato Mundial de patinaje artístico de 1969. Se colocó en segundo lugar en el nivel junior en el Campeonato de 1970, e hizo su debut senior en 1971. La Asociación de patinaje artístico de los Estados Unidos organizó que fuera entrenada por Carlo Fassi cuando comenzó a competir internacionalmente.,
Hamill fue campeón de los Estados Unidos de 1974 a 1976. En el Campeonato Mundial de 1974 en Munich, Alemania, estaba en el 3er lugar después de las cifras obligatorias y el programa corto. Fue puesta para patinar directamente después de la patinadora Alemana Gerti Schanderl, cuyas marcas fueron abucheadas mientras Hamill ya estaba en el hielo. Visiblemente molesto, Hamill dejó el hielo y se echó a llorar. Después de que la multitud se calmó, regresó al hielo y ganó la medalla de plata detrás de Christine Errath de Alemania del Este.
Hamill compitió con una pierna derecha lesionada en el Campeonato de los Estados Unidos de 1975., Dijo que su pierna estaba bien después de recibir tratamiento para un tirón de isquiotibiales (anteriormente se creía que eran tirones de ligamentos) mientras entrenaba en Denver durante el mes anterior al Campeonato Mundial de 1975. Ganó la plata en los Mundiales en Colorado Springs, Colorado, detrás de Dianne De Leeuw de los Países Bajos y por delante de Errath.
Hamill estaba decepcionada por su actuación en el Campeonato de Estados Unidos de 1976, admitiendo que fue superada por Linda Fratianne porque no había entrenado adecuadamente. Inmediatamente después de los campeonatos nacionales, su entrenador Carlo Fassi izquierda los estados UNIDOS, para acompañar a su otro alumno estrella, John Curry, a los campeonatos de Europa, dejando a Hamill sin coche con los Juegos Olímpicos a solo unas semanas de distancia. Ella comenzó a entrenar con Peter Burrows en su lugar. Ella estaba contenta con su trabajo juntos y quería traerlo a los Juegos Olímpicos como su entrenador de registro. Sin embargo, la USFSA rechazó su solicitud, y se reunió con Fassi por un breve período de entrenamiento en Alemania antes de los Juegos Olímpicos.
en los Juegos Olímpicos de Invierno de 1976 en Innsbruck, Austria, Hamill quedó en segundo lugar en las cifras y luego ganó los programas cortos y largos, llevándose la medalla de oro., Fue la última patinadora soltera en ganar los Juegos Olímpicos sin un triple salto. Hamill también ganó El Campeonato Mundial de 1976, y luego se convirtió en profesional.
A Hamill se le atribuye el desarrollo de un nuevo movimiento de patinaje, un Camel spin que se convierte en un Sit spin, que se conoció como el «Camel Hamill». El peinado bobbed que usó durante su actuación olímpica fue creado por el estilista Yusuke Suga y comenzó una moda, conocida como el look «corto y descarado». Sus anteojos con monturas sobredimensionadas también comenzaron una tendencia en la década de 1970. los medios la apodaron «america’s sweetheart».,»
Hamill fue cabeza de cartel de Ice Capades desde 1977 hasta 1984. Donna Atwood, que había sido su estrella durante años y que finalmente había adquirido el control financiero de los Ice Capades, le pidió que se uniera a Ice Capades. Se le pidió a Hamill que fuera el sucesor de Atwood como su nueva estrella. Después de que Ice Capades se retirara debido a la competencia y los cambios de gustos, Hamill y su esposo compraron los activos de la compañía en 1993 en un esfuerzo por revivir su éxito anterior, pero se declararon en bancarrota en 1994. Fue vendido a Pat Robertson’s International Family Entertainment, Inc. en 1995.,
en 1993, Associated Press publicó los resultados de un estudio nacional de deportes que muestra que Hamill estaba estadísticamente empatado en el primer lugar con su compañera Olímpica Mary Lou Retton como la atleta más popular en Estados Unidos, clasificándose muy por delante de otras estrellas del deporte como Michael Jordan, Magic Johnson, Troy Aikman, Dan Marino, Wayne Gretzky, Joe Montana, Nolan Ryan y otros 800 atletas.
A Los 40 años, Hamill experimentó dolor crónico debilitante y más tarde fue diagnosticado con osteoartritis. Su condición respondió bien a la medicación y pudo volver a patinar profesionalmente.,
Hamill ha seguido patinando en espectáculos, incluyendo un papel principal regular con Broadway on Ice. Ella fue una invitada especial en el Brian Boitano–Barry Manilow skating extravaganza en at& T Park en San Francisco en 2007.
en febrero de 2013, se reveló que Hamill participaría en la decimosexta temporada de Dancing with the Stars, asociándose con Tristan MacManus. Después de solo dos bailes, el 26 de marzo de 2013 se vio obligada a retirarse de la competencia por consejo de su cirujano de columna debido a una tensión severa en su espalda baja sostenida durante la práctica.,
El 3 de marzo de 2017, Hamill fue anunciado como una de las 16 celebridades que participaron en una competencia de cocina en la serie de televisión de Food Network Chopped. Apareció en el episodio» Star Power: Culinary Muscle», junto al ex jugador de la NFL LaMarr Woodley, la medallista olímpica esgrimista Mariel Zagunis y la luchadora de UFC Paige VanZant. Hamill fue la tercera y última concursante en ser eliminada, perdiendo por poco en avanzar a la serie final, perdiendo ante Paige VanZant en la ronda final.