Ihren ersten Wettkampf bei internationalen Meisterschaften bestritt Riley Day bei den Commonwealth Youth Games 2017 in Nassau, bei denen sie in 23,42s im 200-Meter-Lauf siegte und sich in 11,59s die Silbermedaille über 100 Meter sicherte. Über 200 Meter qualifizierte sie sich damit für die Weltmeisterschaften in London, bei denen sie in 23,77s im Vorlauf ausschied. 2018 nahm sie erstmals an den Commonwealth Games im heimischen Gold Coast teil und schied dort über 200 Meter in 23,24s im Halbfinale aus. Zudem wurde sie mit der australischen 4-mal-100-Meter-Staffel im Finale disqualifiziert. Im Juli erreichte sie bei den U20-Weltmeisterschaften in Tampere im 100-Meter-Lauf das Halbfinale, in dem sie mit 11,67s ausschied. Auch über 200 Meter erreichte sie das Halbfinale, in dem sie aber nicht mehr an den Start ging. Bei den IAAF World Relays 2019 in Yokohama belegte sie mit der 4-mal-100-Meter-Staffel in 44,62s den sechsten Platz und daraufhin siegte sie bei den Ozeanienmeisterschaften in Townsville in 23,51s über 200 Meter sowie in 44,47s mit der Staffel. Anschließend erreichte sie bei der Sommer-Universiade in Neapel das Halbfinale über 200 Meter, in dem sie mit 23,56s ausschied. Zudem gewann sie mit der Staffel in 43,97s die Silbermedaille hinter der Schweiz. 2020 siegte sie in 23,82s beim Sir Graeme Douglas International und im Jahr darauf siegte sie in 22,77s beim Sydney Track Classic sowie in 23,22s beim Queensland Track Classic. Über 200 m qualifizierte sie sich damit für die Olympischen Spiele in Tokio und gelangte dort bis ins Halbfinale und schied dort mit neuer Bestleistung von 22,56s aus.
2018 wurde Day australische Meisterin im 100-Meter-Lauf und 2018 und 2021 siegte sie über 200 m. Sie ist Studentin an der Griffith University in Gold Coast.
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