Le à Wiesbaden, elle épouse le prince Oscar Bernadotte, fils cadet du roi Oscar Ier de Suède et de Joséphine de Leuchtenberg. Elle devient reine consort de Suède et de Norvège le , lors de l'accession au trône de son mari sous le nom d'Oscar II.
Son mariage avec le second fils du roi de Suède est considéré comme le premier mariage d'inclination des milieux curiaux. Faisant preuve d'une grande piété et d'une grande humanité, elle se comporte également avec une parfaite dignité recherchant dans sa foi chrétienne et protestante les consolations nécessaires face aux aventures extra-conjugales de son époux (encore qu'il fut des plus discrets à la différence de ses cousins européens ou de son frère le roi Charles XV).
La reine Sophie soutient l'évolution démocratique de la Suède au grand dam de sa belle-fille Victoria de Bade et intervient plusieurs fois avec succès pour éviter une séparation violente entre la Suède et la Norvège. Dans le cercle familial, elle encourage ses fils qui préfèrent des unions d'inclinations à des unions dynastiques.
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