سوفیا لیلیس در کراون هایتس، بروکلین متولد شد. او حرفه بازیگری خود را از هفت سالگی آغاز کرد، زمانی که ناپدریاش او را تشویق کرد تا در کلاسهای بازیگری موسسه تئاتر و فیلم لی استراسبرگ در منهتن شرکت کند. در حالی که در آنجا تحصیل میکرد، معلمی او را برای نقشی در یک فیلم دانشجویی دانشگاه نیویورک توصیه کرد. سپس او با یک نماینده قرارداد امضا کرد و شروع به تست بازیگری برای نقشها کرد. او کار خود را با فیلمهای کوتاه آغاز کرد، اما بعداً نقش برجسته خود را در فیلم ترسناک «آن» (۲۰۱۷) به دست آورد. او همچنین در فیلمهای «آن: فصل دوم» (۲۰۱۹)، «نانسی درو و راهپله پنهان» (۲۰۱۹) و «گرتل و هانسل» (۲۰۲۰) بازی کرده است.