Чемпионкой соревнований стала Наоми Осака, обыгравшая в финальном матче Викторию Азаренко. Японская теннисистка во второй раз в карьере выиграла Открытый чемпионат США и стала обладательницей трёх титулов на турнирах серии Большого шлема. Азаренко впервые за семь лет сыграла в финале престижных соревнований в Нью-Йорке, однако не смогла с третьей попытки стать чемпионкой US Open.
Прошлогодняя победительница Бьянка Андрееску не защищала титул, отказавшись от участия в турнире.
Впервые с Уимблдонского турнира 2004 года в турнире Большого шлема не участвовали первый и второй номер мирового рейтинга (Эшли Барти и Симона Халеп). Из теннисисток, занимавших первые 10 мест в мирового рейтинге, турнир пропускали пятеро.
Четырёхкратная чемпионка турниров Большого шлема Ким Клейстерс впервые с 2012 года приняла участие в Открытом чемпионате США, который титулованная теннисистка выигрывала трижды. Бельгийка в первом круге уступила россиянке Екатерине Александровой.
Серена Уильямс, выиграв матч первого круга, стала рекордсменкой в истории турнира по количеству выигранных матчей в одиночном разряде (102), обойдя Крис Эверт.
Квалификационный турнир не проводился. Для определения участниц турнира был использован рейтинг по состояния на 3 августа 2020 года (он оставался без изменений с 16 марта 2020 года).
Впервые в истории турниров Большого шлема до стадии 1/4 финала добрались сразу три теннисистки (Серена Уильямс, Цветана Пиронкова, Виктория Азаренко), которые успели к этому моменту родить ребёнка.
WC (англ.wild card, вайлд-кард) — специальное приглашение от организаторов.
LD (англ.last direct acceptance, последний прямой допуск) — игрок, находящийся последним в списке участников, попадающих напрямую в основную сетку.
LL (англ.lucky loser, дословно — везучий проигравший) — игрок с наивысшим рейтингом из проигравших в финальном раунде квалификации, приглашённый в качестве замены поздно снявшегося игрока основной сетки.
Rt (англ.retired, дословно — снявшийся) — отказ игрока от продолжения игры по ходу матча.
W/O (англ.walkover, дословно — проход) — выигрыш на невыходе соперника на игру.
SE (англ.special exempt) — специальный допуск. Используется для игроков, которые удачно сыграли на неделе, предшествовавшей турниру, и потому не могли участвовать в квалификации.
SR (англ.special rating) — специальный рейтинг. Даётся игроку, получившему травму и выбывшему из тура не менее чем на 6 месяцев и до двух лет. В этом случае его рейтинг на время лечения травмы «замораживается» и затем после возвращения, он имеет право заявляться на несколько турниров (определяется регламентом тура), чтобы попадать на турниры своего уровня.
PR (англ.protected ranking, дословно — защищённый рейтинг). Используется для допуска в турнир игроков, пропустивших долгое время из-за травмы и опустившихся в рейтинге.
ALT (англ.alternate) — альтернативный игрок в сетке (замена кого-то из поздно снявшихся с турнира).
S (англ.suspended, дословно — отложен) — матч приостановлен из-за дождя или темноты.
D (англ.defaulted) — один из спортсменов снят с турнира за неспортивное поведение.