Incentivada pela mãe Lais e pela avó Arlette, a paulistana Beatriz Haddad Maia começou a jogar tênis aos 5 anos e desde cedo demonstrou precocidade no esporte. Com 10 anos, já enfrentava meninas de 12 anos e aos 11 disputou seu primeiro evento internacional, um Campeonato Sul-Americano, quando atuou na categoria 14 anos. No juvenil, Bia foi a número 1 do Brasil nos 12 e 14 anos e poderia ter feito o mesmo nos 16 se não tivesse optado por pular a categoria e avançar direto para os torneios de 18 anos.
O talento de Bia em seus primeiros passos se mostrava proporcional a sua altura: com apenas 15 anos já media 1,84m. A canhota paulista cresceu e treinou em São Paulo começando no Sírio e depois no Pinheiro, até que em 2010 partiu para Camboriú, em Santa Catarina, para trabalhar na academia de Larri Passos, mentor e ex-técnico de Gustavo Kuerten, indo morar sozinha com apenas 14 anos.
Desde jovem mostrou talento e brilhou no cenário internacional no juvenil. Conquistou dois títulos, a Copa GTC (2010) e a Copa Guga Kuerten (2011) e disputou duas finais de duplas em Roland Garros, ficando com o vice-campeonato em 2012, com a paraguaia Montserrat González, e também em 2013, atuando com a equatoriana Domenica González. Bia teve como melhor colocação no ranking da ITF o 15ª lugar alcançado em abril de 2012, um ano antes de disputar sua última temporada como juvenil.
Os primeiros passos no circuito profissional foram dados bem cedo também, ainda com 14 anos, em 2010, quando fez sua estreia em um future em São Paulo, onde furou o quali e passou da primeira rodada. Sua primeira vitória em um torneio de WTA veio aos 16 anos, em Florianópolis, mas logo depois uma série de lesões atrapalharam seu crescimento no circuito, a primeira uma fratura no ombro direito e a segunda uma artroscopia na coluna lombar. Recuperada, voltou às vitórias, mas durante os Jogos Pan-Americanos de Toronto, em 2015, voltou a sentir lesão no ombro, não pôde jogar a decisão da medalha de bronze nas duplas e teve que passar por nova cirurgia.
Em 2017, fez sua estreia em um Grand Slam, ao passar pelo qualificatório em Roland Garros, mas acabou caindo na estreia. A seguir, entrou no top 100, disputou Wimbledon e quebrou um tabu de 28 anos sem vitórias do tênis feminino brasileiro no torneio. Dois anos depois, um novo contratempo: foi suspensa por doping. Voltou a competir em agosto de 2020, na retorno do tênis após a pandemia de Covid-19, era apenas a 1.342ª no ranking e teve que começar novamente por baixo.
Após ganhar quase 1.000 posições até o fim de 2020, Bia seguiu escalando o ranking na temporada seguinte, voltando ao top 100 após fazer oitavas como lucky loser no WTA 1000 de Indian Wells, que em 2021 foi disputado em outubro. A partir de então não parou de subir, foi batendo marcas de décadas e passou a alcançar feitos que antes apenas Maria Esther Bueno havia conseguido entre as mulheres do Brasil e algumas que nem Estherzinha conseguiu.
Bia se tornou a brasileira com a melhor colocação na história do ranking da WTA, chegando ao top 10 pela primeira vez em junho de 2023, logo após chegar pela primeira vez em uma semifinal de Grand Slam, no saibro de Roland Garros. Ela alcançou pelo menos a terceira rodada em todos os quatro principais torneios do círculo e teve outra grande campanha em 2024, no US Open, indo até as quartas de final.
A canhota tem quatro títulos de WTA no currículo, os dois primeiros em 2022 na grama, levantando a taça em Nottingham, Birmingham. No ano seguinte foi campeã do WTA Elite Trophy em Zhuhai e em 2024 venceu em Seul. Ela tem outras três finais de WTA em simples e mais sete títulos nas duplas, com destaque para o WTA 1000 de Madri ao lado da bielorrussa Victoria Azarenka, alpe de três vices, o mais importante deles no Australian Open de 2022 com a cazaque Anna Danilina, que acabou lhe rendendo sua primeira classificação para o WTA Finals.