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. Tatăl ei 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 democratică 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 cu mama ei la curtea mătușii sale materne din Sankt Petersburg, în Rusia, prințesa Charlotte de Württemberg, care era căsătorită cu Marele Duce Mihail Pavlovici al Rusiei, și în această perioadă a studiat pianul cu Anton Rubinstein.
În iulie 1856, pe când se afla la reședința de vară a surorii sale, ea a fost vizitată de Prințul Oscar al Suediei, Duce de Östergötland, care era al treilea fiu al regelui Oscar I al Suediei 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 fratele său 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 săi, 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, ea a fost numită de atunci Ducesa Albastră.
Un an mai târziu, în 1858, Sofia a născut un fiu, Gustav, care a asigurat viitorul dinastiei Bernadotte, iar ea a devenit și mai popular în regat. În urma decesului socrului său în 1859, cumnatul ei a devenit regele Carol al XV-lea al Suediei, iar ea și soțul ei moștenitori ai Suediei și Norvegiei.
Chiar de la începutul vieții ei în noua țară Sofia a fost descrisă ca fiind calmă, practică și sensibilă, nu-i plăceau frivolitățile de la curtea cumnatului ei și influența franceză pe care o observa acolo. Până în 1861 Sofia 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 pe 12 mai 1873, Sofia a devenit regină consort a Suediei și Norvegiei la vârsta de aproape 37 de ani, 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 mergând 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 a ajutat-o în cariera ei la teatrul regal dramatic și i-a acordat o indemnizație temporară. Deși nu a arătat, se pare că Sofia a suferit mult din cauza adulterului soțului ei și a plecat în Germania la Marie de Wied, sora ei, care a sfătuit-o 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 această întâlnire, și-a petrecut o mare parte din viața rugându-se în fiecare zi alături de doamnele ei de onoare favorite, Eketrä, Ebba von Rosen și Ida Wedel-Jarlsberg.
În 1907 soțul ei, regele Oscar al II-lea, a murit, ea a devenit regină văduvă și, deși nu mai putea exercita nicio influență asupra treburilor statului, a rămas la curent cu viața politică. Și-a continuat călătoriile în Marea Britanie și pe continent, iar în ultimii ani ai vieții s-a ocupat de opera de caritate.
Regina Sofia, care a domnit timp de 35 de ani, mai mult decât orice altă regină de dinaintea ei, a murit pe 30 decembrie 1913, la vârsta de 77 de ani, și a fost înmormântată la Biserica Riddarholmen.
