Liu vô địch danh hiệu chuyên nghiệp đầu tiên vào ngày 22 tháng 3 năm 2015, tại giải sân đất nện Orlando trong ITF Women's Circuit.[4] Ở tuổi 14, Liu đã trở thành tay vợt trẻ nhất vô địch một giải đấu chuyen nghiệp sau Anna Kournikova năm 1996.[5]

Tại Giải quần vợt Mỹ Mở rộng 2015, Liu được đặc cách vào vòng loại giải đấu. Cô đánh bại Verónica Cepede Royg và hạt giống số 9 Jana Čepelová trong trận đấu thứ hai của cô trước khi bị loại trước hạt giống số 26, Alexandra Panova, trong vòng loại cuối cùng. Liu, với Taylor Fritz, được đặc cách vào nội dung đôi hỗn hợp; họ thua hạt giống số 4 của giải và sau đó trở thành nhà vô địch, Martina Hingis và Leander Paes.

Sau 2 danh hiệu ITF vào năm 2017, Liu được đặc cách vào vòng loại của nội dung đơn nữ Mỹ Mở rộng. Liu đánh bại cả ba tay vợt trong nhánh vòng loại của mình, qua đó lần đầu tiên vào một giải Grand Slam chuyên nghiệp.[6] Cô thua chóng vánh ở vòng một trước Duan Yingying. Tại nội dung đôi, cô và Taylor Johnson thua ở vòng đầu ở nội dung đôi nữ của Mỹ Mở rộng.[7]

Ở Giải quần vợt Wimbledon 2018 - Vòng loại đơn nữ, cô đã vượt qua vòng loại để vào vòng đấu chính thức tại Wimbledon. Liu đã thua ở vòng 2 trước Angelique Kerber.[8]