Raggiunge il suo best ranking il 15 gennaio 2018, spingendosi fino alla posizione nº 9, e la posizione nº 18 nel doppio il 24 ottobre 2016. In singolare nei Grande Slam è arrivata in due semifinali nel singolare dell'Australian Open 2017 e dell'US Open 2017, due finali all'Australian Open 2016 e all'US Open 2016 nel doppio misto, mentre in doppio femminile si è aggiudicata il primo Slam agli US Open 2018. In carriera ha vinto sei titoli WTA, due in singolare e quattro in doppio.
Coco Vandeweghe è figlia di Tauna Vandeweghe, nuotatrice olimpionica a Los Angeles nel 1976, e del suo allora marito Robert Mullarkey. I suoi nonni materni erano la modella Colleen Kay Hutchins e il cestista Ernie Vandeweghe. Suo zio, fratello della madre, è il cestista Kiki Vandeweghe, mentre suo prozio era il cestista Mel Hutchins.
Nell'ultimo Grand Slam della stagione venne sconfitta a sorpresa da Naomi Ōsaka al primo turno. Nel doppio misto, insieme a Rajeev Ram, raggiunse la seconda finale dell'anno in uno Slam. Qui persero contro la coppia formata da Pavić/Siegemund. In coppia con Martina Hingis era testa di serie nº 6 nel doppio femminile e insieme giunsero in semifinale davanti alle future campionesse, nonché 1º teste di serie, Mladenovic/Garcia, le quali le superano con un risultato di 3–6, 4–6. Nel tour asiatico venne sconfitta al primo turno di Tokyo da Elina Svitolina. Non fece meglio né al torneo di Wuhan o a quello di Pechino. Nel primo venne sconfitta all'esordio da Kristina Mladenovic; mentre nel successivo venne estromessa da Caroline Wozniacki.
Nel secondo Grand Slam della stagione, al Roland Garros, venne estromessa subito da Magdaléna Rybáriková per 1–6, 4–6. Al Ricoh Open, da campionessa in carica, ma la sua corsa verso la difesa del titolo venne fermata al primo turno da Carina Witthöft. In doppio, invece, in coppia con Xenia Knoll, raggiunse la semifinale. Si spinse fino ai quarti di finale nel Birmingham Classic, dove superò senza problemi Christina McHale e Johanna Konta . Nel turno seguente fu costretta al ritiro contro Garbiñe Muguruza su un punteggio di un set ciascuna.
Nell'US Open si spinse fino alla sua seconda semifinale di un Grand Slam, eliminando Riske, Jabeur, Radwańska, Šafářová e Karolína Plíšková. In semifinale si arrese ancora a Madison Keys. Anche nel doppio misto, in coppia con Horia Tecău, arrivò in semifinale contro la coppia Murray/Hingis. Giocò il China Open dove, superata agevolmente Donna Vekić, si ritirò contro Dar'ja Gavrilova. Al Kremlin Cup, da 2º testa di serie, venne eliminata da Lesja Curenko al secondo turno dopo aver ottenuto un bye. Grazie al ranking raggiunto partecipò al WTA Elite Trophy, master di seconda fascia di fine anno per il circuito femminile. Nella fase a gironi vinse entrambi i match conto Peng Shuai ed Elena Vesnina; in semifinale estromise Ashleigh Barty con un doppio 6–3; mentre in finale viene sconfitta da Julia Görges per 5–7, 1–6.
2018: sesta finale in singolare e Top 10, vittoria agli US Open in doppio
Il 9 gennaio, diventò la nona tennista del ranking, entrando per la prima volta nella top 10 della classifica WTa. Iniziò l'anno giocando all'Australian Open senza riuscire a difendere la semifinale guadagnata l'anno precedente. Al primo turno venne infatti fermata da Tímea Babos. Si presentò agli Indian Wells come testa di serie nº 17. Qui superò Kaia Kanepi, per poi perdere contro Maria Sakkarī. A Miami venne fermata al secondo turno, dopo un bye, dalla futura finalista, Danielle Collins. Il 1º aprile, in coppia con Ashleigh Barty, vinse il suo terzo titolo WTA in doppio eliminando in finale la coppia Krejčíková/Siniaková per 6–2, 6–1. A Stoccarda raggiunse la sua sesta finale nei tornei WTA, eliminando in ordine: Stephens, testa di serie n°7; Laura Siegemund, Simona Halep, testa di serie nº 1 e nº 1 del ranking, per 6–4, 6–1, Caroline Garcia. In finale incontrò Karolína Plíšková, testa di serie nº 5, contro la quale perse per 6(2)–7, 4–6. Venne estromessa nel primo turno da Mladenovic a Madrid. In doppio, insieme ad Ashleigh Barty, raggiunse i quarti di finale, sconfitte dalla coppia Mladenovic/Babos. Negli Internazionali d'Italia venne nettamente battuta da Anett Kontaveit, la quale le lasciò solamente due games. Nello Slam parigino estromise con un doppio 6–4 Laura Siegemund, per poi essere rimontata da Tsurenko. Raggiunse la semifinale a s-Hertogenbosch imponendosi su Aljaksandra Sasnovič, Arantxa Rus e Riske; si arrese ad Aleksandra Krunić dopo un match lottato (6–2, 6(4)–7, 6(1)–7). A Birmingham e a Wimbledon non va oltre il primo turno perdendo rispettivamente contro Martić e Siniaková. Nel torneo di Cincinnati venne nettamente eliminata da Kiki Bertens per 2–6, 0–6; mentre a New Haven si ritirò nel terzo set contro Magdaléna Rybáriková. Non fece meglio agli US Open dove venne fermata da Kirsten Flipkens. Non riuscendo a difendere la semifinale raggiunta l'anno precedente, precipitò in classifica di oltre 20 posizioni, arrivando al 49º posto. Terminò la stagione con tre sconfitte consecutive all'esordio a Tokyo, Wuhan e Pechino. A causa di questo finale di stagione negativo, esce dalla top-100, concludendo alla 104ª posizione del ranking mondiale.
A causa di un infortunio alla caviglia destra fu costretta a saltare i primi 7 mesi della stagione. Rientrò nel circuito a fine luglio a San Josè, dove, da nº 636 del mondo, riuscì a ritornare alla vittoria contro Marie Bouzková (6–2, 6–4) prima di cedere alla futura finalista Aryna Sabalenka. In seguito, accettò 3 wild-card per Cincinnati, il Bronx Open e lo US Open: in tutte le circostanze, uscì all'esordio, senza conquistare alcun set. In settembre, arrivò in finale nell'ITF di Templeton, dove perse dalla connazionale Shelby Rogers. L'americana colse la finale nel WTA 125 di Houston, dove si arrese all'unica top-100 incontrata nel cammino, Kirsten Flipkens.
Chiuse la stagione tra le prime 350 del mondo, in posizione nº 332.
Iniziò la stagione ad Auckland, dove non superò le qualificazioni. Anche ad Adelaide tentò le qualificazioni: sconfiggendo Jasmine Paolini prima di cedere a Bernarda Pera in tre set. Ricevette una wild-card per disputare l'Australian Open, il primo slam disputato dallo US Open 2018: Vandeweghe venne eliminata subito da Siegemund. Nel WTA 125 di Newport Beach l'americana ottenne i quarti di finale senza perdere set contro Osorio Serrano, Kiick, e Gibbs; tra le ultime otto, venne superata da Taylor Townsend. Dopo due sconfitte all'esordio ad Acapulco e nel WTA 125 di Indian Wells, il circuito WTA è costretto a fermarsi da marzo ad agosto per via della pandemia di COVID-19.[1] Tuttavia, Vandeweghe non disputerà alcun match nel 2020, in quanto si infortunò a un dito a causa di un bizzarro incidente domestico.[2]
L'americana rientrò nel circuito a marzo a Guadalajara, dove rimediò una sconfitta all'esordio contro Mihaela Buzarnescu. Non andò meglio a Monterrey e nelle qualificazioni per Miami. A Charleston diede il via alla parte di stagione sul rosso grazie a una wild-card, venne battuta da Lauren Davis, settima testa di serie. In seguito prese parte alle qualificazioni del Roland Garros dove eliminò Kristie Ahn prima di cedere a Gasanova in tre set. Sull'erba si qualificò per il main-draw di Nottingham battendo Melnikova; al primo turno uscì contro Oceane Dodin. In seguito, partecipò al torneo di Birmingham dove passò i due turni preliminari con i successi su Dabrowski e su Kozlova. Al primo turno dle main-draw estromise Kristýna Plíšková, mentre al secondo turno rimontò Ajla Tomljanovic, ritrovando i quarti di finale in un torneo WTA di questo livello dopo tre anni: nella circostanza, sconfisse Marie Bouzková per 6–4, 6–4, tornando così a battere una top-50; arrivò in semifinale, dove si arrese a Dar'ja Kasatkina. Grazie a questo risultato, Vandeweghe tornò tra le prime 200 del mondo, piazzandosi al 163º posto. A Wimbledon, tornò a vincere in uno Slam dopo 3 anni, da Parigi 2018, prevalendo su Olga Govorcova, il suo torneo terminò al secondo turno, quando venne eliminata da Siniaková per 6–4, 2–6, 2–6. Sul cemento americano, collezionò tre sconfitte all'esordio tra San José, Chicago e US Open. Nel WTA 125 di Columbus, grazie ai successi su Stearns, Zarazúa, e Li, raggiunse la semifinale dove cedette a Xinyu Wang. Chiuse l'anno con il primo turno al WTA 500 di Chicago (sconfitta da Linette) e non passando le qualificazioni per Indian Wells. Terminò l'anno al n°173 del mondo.
Iniziò la stagione con una semifinale nell'ITF di Bendigo, persa da Kasintseva in tre set. Non passò le qualificazioni all'Australian Open, sconfitta subito da Zheng. Sulla terra di Charleston, non superò le quali, cedendo a Gabriela Lee; tuttavia venne ripescata come lucky-loser: al primo turno, eliminò Gasanova e poi Lauren Davis. Agli ottavi, estromise la n°13 del mondo Jessica Pegula, tornando in un quarto di finale di un WTA 500 dopo 4 anni dall'ultima volta. Nella circostanza, si arrese alla connazionale Amanda Anisimova.
Si ritirò nel 2023 dopo aver partecipato agli US Open e aver preso parte al torneo di San Diego, dove raggiunse la finale nel doppio assieme alla connazionale Danielle Collins.[3]