Софья Васильева родилась 22 октября 1992 года в Миннеаполисе. Её родители уехали из Новосибирска в США в начале 1990-х[2]. В возрасте 7 лет Софья приняла участие в международном конкурсе «International Modeling and Talent Association». Она завоевала титул лучшей юной актрисы года и заняла второе место в номинации лучшей юной модели года[3].
Софья дебютировала на телевидении в 2001 году с эпизодической ролью в сериале «Агентство». В 2003 году сыграла в двух телефильмах об Элоизе[4]. Получила известность благодаря роли в сериале «Медиум», в котором снималась с 2005 по 2011 год[5].