Sofia Alexeevna s-a născut pe 27 septembrie 1657 la Moscova și a fost a treia fiică a țarului Alexiei I cu prima sa soție, Maria Miloslavskaia. A fost singura dintre surorile ei care a fost educată de eminentul poet și teolog slavon Simeon Poloțki, care avea misiunea de a se ocupa de moștenitorii masculini, țareviciul Alexei (care a murit la vârsta de 16 ani) și țareviciul Feodor, următorul în succesiunea la tron.
Domnia lui Feodor a început în 1676, pe când avea 15 ani, tânărul remarcându-se pentru credința sa profundă și pasiunea pentru literatură. Chiar de la începutul domniei, tânărul a fost dominat de gruparea condusă de familia Miloslavski, apoi a condus sub protectoratul surorii sale, Sofia. Cea mai ambițioasă inițiativă cu caracter politic pe care a avut-o a fost recensământul pământurilor, operațiune care a început în 1680. În același an Feodor s-a căsătorit cu Agafia Grușevskaia, fiica unui nobil polonez ortodox. Cuplul a avut un fiu, Ilia, însă atât mama, cât și copilul au murit după câteva zile, iar țarul s-a recăsătorit în februarie 1682 cu Marfa Apraxina, la îndemnul consilierilor săi. Înainte de Paștele din anul 1682, Feodor al II-lea s-a îmbolnăvit grav și a murit fără să desemneze nici un moștenitor.
Sofia a participat la funeralii, ceea ce era un gest neobișnuit în epocă, apoi s-a simțit obligată să se implice în viața politică, încercând să împiedice ascensiunea fratelui vitreg, Petru Alexeevici, viitorul țar Petru cel Mare, care avea la acel moment 9 ani și era împins să îi ia locul țareviciului Ivan, care avea 16 ani.
Puternica familie Miloslavski s-a grupat în jurul Sofiei și a profitat de răscoala streliților din 25 mai 1682 pentru a o propune regentă. Țarul Alexei lăsase în urmă două familii și acum fiecare dintre cele două ramuri încerca să impună la tron un alt moștenitor, iar Sofia a preluat controlul, creând un plan pentru a asigura ascensiunea la putere a fratelui ei de mamă. Tânăra a încercat să-i convingă pe patriarh și pe boieri că ar trebui să-și anuleze decizia de a-l încorona pe Petru, insistând că proclamarea acestuia ca țar ar încălca legile monarhice, și a propus ca domnia să fie împărțită între Ivan și ea însăși. După respingerea în unanimitate a acestei idei, a cerut ajutorul streliților și, în urma rebeliunii din 25 iunie 1682, Patriarhul Ioachim al Moscovei l-a încoronat pe incompetentul Ivan ca țar senior, iar pe Petru, care avea nouă ani, l-a numit țar junior. Pentru că a fost considerată unicul membru apt din punct de vedere intelectual al familiei, Sofia a devenit favorită pentru a conduce Rusia în numele lui Petru și al lui Ivan.
Prințesa l-a instalat ca șef al guvernului pe prințul Vasili Golițin și s-a spus că a avut o relație foarte apropiată cu acesta, dar se știe că el era căsătorit și avea o familie numeroasă. În acea perioadă boierii erau foarte atașați de Domostroi, o culegere de legi, sfaturi și instrucțiuni referitoare la viața familiei, un cod matrimonial ale cărui valori erau în mare parte legate de subordonarea față de Dumnezeu, de Țar și de Biserică, deci e puțin posibil ca cei doi să fi avut și o aventură.
Când răscolnicii, adică gruparea care se separase în 1666 de Biserica Ortodoxă Rusă ca formă de protest împotriva reformelor introduse de patriarhul Nikon al Moscovei, s-au alăturat rebelilor în toamna anului 1682 și au cerut încetarea reformelor lui Nikon, Sofia a cedat controlul streliților aliatului ei cel mai apropiat, prințul Ivan Hovanski, pe care l-a numit conducător al trupelor. Acesta o ajutase pe prințesă în luna mai, dar acum și-a folosit influența pentru a forța plecarea Sofiei de la Kremlin la Mănăstirea Sfânta Treime – Sfântul Serghie.
Streliții sperau să preia puterea și să-l pună regent pe prințul Ivan Hovanski, dar când femeia a părăsit Moscova, Hovanski a plecat după ea în satul Vozdvizhenskoye pentru a încerca o negociere. Bărbatul a fost prins într-o încercuire și a fost executat împreună cu fiul său, prințul Andrei Ivanovici.
În cei șapte ani de regență, Sofia a făcut câteva concesii pentru orașele comerciale fortificate și a relaxat politica de detenție față de iobagii fugari, ceea ce a provocat mari nemulțumiri în rândul boierilor. Când a împlinit 16 ani, tânărul Petru I a cerut ca Golițin să-i raporteze direct cu privire la toate problemele imperiului, în 1688 a început să-și promoveze membrii propriei familii în funcții cheie, iar Sofia și-a pierdut influența. Țarul s-a căsătorit și, când a împlinit 17 ani, anturajul lui i-a cerut regentei să cedeze întreaga putere.
După puțin timp femeia a fost arestată și forțată să se retragă la Mănăstirea Novodevichy, fără a fi însă obligată să se călugărească. Soarta ei a fost pecetluită zece ani mai târziu, când streliții au încercat să o repună în funcție la Kremlin în timpul absenței lui Petru din țară, dar mișcarea a fost suprimată cu mână de fier.
Zeci de cadavre ale rebelilor au fost atârnate în fața ferestrelor Sofiei și de-abia atunci fosta regentă a fost convinsă că nu își va mai recâștiga niciodată puterea pierdută și a decis să se călugărească. În următorii ani a fost ținută în cea mai strictă izolare, astfel încât nici maicile nu aveau voie să o vadă decât în ziua de Paști. Sofia a murit la Mănăstirea Novodevichy șase ani mai târziu, pe 14 iulie 1704, la vârsta de 46 de ani.
