Sophia Lillis Eltern haben sich in ihrer Kindheit getrennt, seitdem lebte sie zusammen mit ihrer Mutter und ihrem Stiefvater.[1] Sie hat einen Zwillingsbruder sowie einen Stiefbruder.[2] Durch ihren Stiefvater begann sie sich für Schauspielerei zu interessieren und nahm mit 7 Jahren am Unterricht des Lee Strasberg Theatre and Film Institutes teil. Ihren ersten Auftritt hatte Sophia Lillis 2013 im Kurzfilm The Lipstick Stain, und 2014 stand sie in Ein Sommernachtstraum auf der Bühne.[1]