Semenya hade i Schweiz överklagat utslaget från idrottens skiljedomstol (Cas) gällande Internationella friidrottsförbundets (World Athletics) beslut att tvinga henne medicinera för att sänka sina testosteronnivåer, för att få tävla som kvinna.
Ärendet går nu tillbaka till domstolen i Lausanne, skriver nyhetsbyrån AFP.
Europadomstolen fann att fallet krävt en "noggrann rättslig prövning som var i proportion till allvaret i de personliga rättigheterna i fråga”, men att den schweiziska domstolens prövning ”inte hade uppfyllt det kravet".
— Det här är en påminnelse till ledarna som säger att prioriteringen bör ligga på att skydda idrottare, sade löparen.
De rättsliga prövningarna kring Semenyas höga testosteronnivåer och hur dessa ska hanteras har pågått i snart tio år. Den sydafrikanska löparen har vunnit OS-guld i 800 meter 2012 och 2016, och VM-guld 2009, 2011 och 2017, men har sedan 2018 inte kunnat tävla i grenen då hon inte velat ta medicin för att sänka sina testosteronnivåer.
Enligt AP kan Europadomstolens besked nu förnya granskningen av friidrottens regler som kräver att vissa kvinnliga idrottare sänker sina naturliga testosteronnivåer för att få tävla, och därmed öppna en ny rättslig väg för att reglerna ska kunna upphävas.