Isabel Sofia era filha de Frederico Guilherme, Eleitor de Brandemburgo e da princesa Sofia Doroteia de Schleswig-Holstein-Sonderburg-Glücksburg. A 29 de abril de 1691, casou-se com o seu primo, o duque Frederico Casimiro Kettler da Curlândia. O casamento foi arranjado para cimentar a aliança entre as duas famílias. Em 1703, o seu irmão, o príncipe Alberto Frederico, casou-se com a filha do seu primeiro marido, a princesa Maria Doroteia. Quando o seu marido morreu em 1698, Isabel Sofia tornou-se regente e guardiã juntamente com o seu antigo cunhado, o príncipe Fernando. Em janeiro de 1701, Isabel Sofia deixou a Curlândia, o seu filho e a enteada e passou a viver na corte do seu irmão em Berlim. Mais tarde, passou a receber um rendimento da imperatriz Ana da Rússia.
A 30 de março de 1703, casou-se com o marquês Cristiano Ernesto de Brandemburgo-Bayreuth em Potsdam. Diz-se que o dominou por completo e que era ela quem orientava a sua política a favor do Reino da Prússia. O marido ofereceu-lhe o palácio Markgräfliches Schloss Erlangen, que recebeu o nome em sua honra. Era descrita como uma pessoa orgulhosa que adorava pompa e cerimónia. As suas despesas tiveram um efeito negativo nas finanças do seu estado.
