Sofia de Nassau s-a născut pe 9 iulie 1836 la Palatul Biebrich din Wiesbaden și a fost fiica cea mică a Ducelui Wilhelm de Nassau și a celei de-a doua soții a sale, Prințesa Pauline Friederica Marie de Württemberg, dat tatăl a murit când ea avea trei ani, fiind succedat de fratele lui vitreg, Adolf. Fetița a primit o educație obișnuită pentru o prințesă, dar a luat și lecții de scrimă, care în mod normal erau rezervate băieților, și a avut contact cu academicieni și artiști, curtea de la Nassau fiind considerată mai modernă decât majoritatea curților germane. Prințesa a fost descrisă ca fiind serioasă, inteligentă, frumoasă și interesată de studierea limbilor străine și istorie, dar și foarte religioasă.
Sofia și-a petrecut iarna 1853-1854 la curtea prințesei Charlotte de Württemberg, mătușa maternă care locuia în Sankt Petersburg și era căsătorită cu Marele Duce Mihail Pavlovici al Rusiei. În această perioadă, prințesa a studiat pianul cu Anton Rubinstein.
În iulie 1856, pe când se afla la reședința de vară a unei surori, a fost vizitată de Prințul Oscar al Suediei, Duce de Östergötland, care era al treilea fiu al regelui Oscar I și al reginei Josephine de Leuchtenberg.
Cum fratele mai mare al acestuia, prințul Gustav, murise la 25 de ani, Oscar ajunsese al doilea în linia de succesiune la tronul suedez, după un frate mai mare, Carl. În acea perioadă prințul a mers la mai multe curți regale europene pentru a găsi o alianța politică și o mireasă pe gustul său, iar cea aleasă a fost prințesa de Nassau. Cei doi tineri s-au îndrăgostit, Oscar s-a întors în Suedia pentru a cere consimțământul părinților, apoi a revenit la Nassau pentru logodna cu aleasa sa. Sofia a început să învețe limba suedeză și istoria viitoarei sale țări, pentru a fi pe deplin pregătită pentru viitoarea misiune. Prințesa s-a căsătorit cu Oscar pe 6 iunie 1857 la Castelul din Wiesbaden-Biebrich, fiind apoi primită cu mult entuziasm la sosirea în Suedia, pe 19 iunie 1857. Cumnata ei, prințesa moștenitoare Louise, devenise infertilă după ce singurul ei fiu murise, așa că Sofia era privită cu speranța că va rezolva problema succesiunii la tron. Pentru că la sosirea pe tărâmul scandinav fusese îmbrăcată în albastru, a fost numită de atunci Ducesa Albastră.
Un an mai târziu, în 1858, Sofia a adus pe lume un băiat, Gustav, care a asigurat viitorul dinastiei Bernadotte, iar ea a devenit și mai populară în regat. În urma decesului suveranului în 1859, cumnatul prințesei a devenit regele Carol al XV-lea al Suediei, iar ea și soțul – moștenitori ai Suediei și Norvegiei.
Chiar de la începutul vieții în noua țară Sofia a fost descrisă ca fiind calmă, practică și sensibilă. Nu-i plăceau frivolitățile de la curtea cumnatului și influența franceză pe care o observa acolo.
Până în 1861, prințesa a născut de trei ori în trei ani și a impus o disciplină strictă copiilor ei. Decizia de a-și alăpta cei patru băieți, viitorul rege Gustav al V-lea și prinții Oscar, Carl și Eugén, un lucru neobișnuit pentru clasa superioară la acel moment, i-a atras critici, așa cum s-a întâmplat și în 1869, când și-a dus fiii la o școală publică în loc să-i educe acasă, conform tradiției casei regale.
După decesul cumnatului ei, Sofia, care avea 37 de ani la acel moment, a devenit regină consort a Suediei și Norvegiei, fiind încoronată în același timp cu Oscar, pe 12 mai la Stockholm, în Suedia, și pe 18 iunie 1873 la Trondheim, în Norvegia.
În 1875, regele și regina au făcut un tur al Europei, vizitând Danemarca, apoi Germania, oprindu-se la Berlin și Dresda. În această perioadă soțul ei, Oscar, a avut câteva aventuri, dintre care mai importante au fost cele cu Magda von Dolcke și cu Marie Friberg.
Relația cu actrița Magda von Dolcke a început în 1874, iar suveranul era atât de fascinat de aceasta încât i-a susținut public cariera la Teatrul Regal și i-a acordat o indemnizație temporară. Deși nu a arătat, se pare că Sofia a suferit mult din cauza adulterului și a decis, în semn de protest, să plece în Germania la Marie de Wied, sora ei, care a sfătuit-o însă să accepte situația. Cu o altă ocazie, regele a trimis un curtean la cântăreața de operă Ida Basilier-Magelssen pentru a-i cere acesteia o “audiență privată”, dar femeia i-a transmis: “Spune-i Majestății Sale că poate avea o audiență privată cu buna și frumoasa lui regină. Eu am alte lucruri de făcut decât să am conferințe private cu un domn în vârstă!”
În 1878, regina Sofia a devenit adepta învățăturilor Lordului Radstock, un predicator britanic care îi fusese prezentat de către doamna ei de onoare, Märta Eketrä. După acest moment, și-a petrecut o mare parte din timp rugându-se în fiecare zi alături de favoritele ei de la curte, Eketrä, Ebba von Rosen și Ida Wedel-Jarlsberg.
În 1907, soțul suveranei, regele Oscar al II-lea, a încetat din viață și, deși după acest moment nu mai putea exercita nicio influență asupra treburilor statului, Sofia a rămas la curent cu viața politică, si-a continuat călătoriile în Marea Britanie și pe continent, iar în ultimii ani ai vieții s-a ocupat de finanțarea mai multor opere de caritate.
Regina Sofia, care a domnit timp de 35 de ani, mai mult decât oricare altă regină de dinaintea ei, a murit pe 30 decembrie 1913, la vârsta de 77 de ani, și a fost înmormântată la Biserica Riddarholmen.
