Nie mogąc wystartować w igrzyskach olimpijskich, Kitty O’Neil zaczęła interesować się różnorakimi wyścigami pojazdów, od motorówek po motocykle. Ustanowiła m.in. rekord prędkości na nartach wodnych kobiet, osiągając prędkość 168,7 kilometrów na godzinę (105 mp/h) czy rekord prędkości na wodzie w 1977, osiągając 442,6 kilometry na godzinę (275 mp/h).
Podczas wyścigów motocyklowych w Valencii w Kalifornii poznała swojego przyszłego męża, Duffy’ego Hambletona. Hambelton pomógł jej po wypadku. Niektóre źródła kwestionują fakt małżeństwa, inne podają, że trwało do 1982 roku.
W latach 70’ rozpoczęła naukę kaskaderstwa. W 1976 jako pierwsza kobieta dołączyła do grupy Stunts Unlimited.
Wśród jej najsławniejszych wyczynów kaskaderskich jest skok z 39 metrów z hotelu Valley Hilton w Sherman Oaks podczas kręcenia serialu Wonder Woman. Sama pobiła swój rekord wysokości, skacząc potem z helikoptera z wysokości 55 metrów.
6 grudnia 1976 roku pobiła rekord prędkości kobiet na lądzie na pustyni Alvord w stanie Oregon. Kierując trójkołowym pojazdem „SMI Motivator” na nadtlenek wodoru, na dystansie 5/8 mili osiągnęła prędkość 825,13 km/h (512,7 mp/h).