En 1653, Sophie Dorothée épouse Christian-Louis de Brunswick-Lunebourg, beau-frère du roi Frédéric III de Danemark. Le mariage reste sans enfant. En 1665, son premier conjoint meurt, et elle déménage au château de Herzberg. Le , elle se marie à nouveau, cette fois à Frédéric-Guillaume Ier de Brandebourg, électeur de Brandebourg. En 1670, elle achète le Brandebourg-Schwedt et d'autres fiefs pour ses fils. En 1676, elle devient le commandant de son régiment, et en 1678 et 1692 elle équipe deux flottes pour le Brandebourg.
