Elle fait de la participation des femmes aux Jeux Olympiques son plus grand combat et devant les multiples refus du Comité International Olympique (CIO) de les intégrer aux compétitions, elle décide d'organiser des compétitions féminine Le premier meeting international féminin a lieu à Monte-Carlo en 1921 et la première édition des Jeux Mondiaux Féminins à Paris en 1922, nommés à l’époque les Jeux Olympiques Féminins. Quatre autres jeux mondiaux ont été organisés entre 1926 et 1934. A Londres en 1934, l’événement attire plus de 6000 spectateurs chaque jour.

Le succès de ces « Jeux Olympiques Féminins » est tel que le CIO autorise enfin les femmes à concourir dans le sport roi de l’olympisme moderne : l’athlétisme. Les premières athlètes y participeront à partir des Jeux Olympiques d’Amsterdam en 1928. Alice Milliat sera d’ailleurs invitée au jury des épreuves d’athlétisme de ces Jeux ; seule femme entourée de nombreux dirigeants masculins.

Bien que le CIO accepte d’organiser des compétitions féminines, il en profite également pour les mettre sous tutelle de fédérations dirigées par des hommes. La Fédération sportive féminine internationale est par exemple absorbée par la Fédération internationale d’athlétisme et s’éteint. Alice Milliat se retire alors mais nous a laissé un profond héritage, fondateur du sport féminin.