Charles William Bush és Maureen Bush egyetlen gyermeke. Apja fotográfus, anyja pedig egy fotóstúdiót vezet.
Fiatalkorát szülővárosában töltötte, ahol a város magániskolájában a színjátszókör tagja volt. Már itt megjelent az életében a színészkedés. Miután befejezte a középiskolát, a Dél-Karolinai Egyetem hallgatója lett. Fő szakja az újságírás volt, de emellett színészetet is tanult. Elnöke volt egy diáklány-egyesületnek, a Kappa Kappa Gammának.
Az iskolát azonban nem fejezte be, mert szerepet kapott a Tuti gimi című sorozatban, amelynek 2003-tól állandó szereplője volt. Ez hozta el az áttörést Sophia színészi karrierjében.
A sorozaton kívül megpályázta Kate Brewster szerepét a Terminátor 3. – A gépek lázadása című sci-fi akciófilmben, de végül Claire Danes játszhatta el azt. Ezen kívül több filmben és sorozatban is feltűnt.
A színészeten kívül az Annenberg TV News-nál dolgozik szerkesztőként. Ezen kívül lovagol, bokszol és a szülei miatt a fényképészet sem áll távol tőle.
2007-ben az FHM és a Maxim magazin is beválogatta a 100 legszebb nő közé.
Magánélete
A Tuti gimi-nek nem csak a szakmai áttörést köszönhette, hanem az első komoly párkapcsolatát is. 2005. április 16-án hozzáment sorozatbeli szerelméhez, Chad Michael Murrayhez, azonban alig 5 hónap házasság után bejelentették különválásukat.