Sofia Vassilieva s-a nascut la data de 22 octombrie 1992, in Minneapolis, Minnesota, SUA. La varsta de 7 ani a fost descoperita de Modelare Internationale si Talent Association, in New York, Statele Unite ale Americii, unde a castigat titlul de actrita si Copilul Model al anului 2000. In 2002 a jucat rolul luio Cindy Brady in The Brady Bunch la Casa Alba. La varsta de numai 11 ani a inceput sa joace in serialul Mediumul. A castigat un Young Artist Award in 2006 pentru cea mai buna actrita in rol secundar din serialul Mediumul. In 2009 a jucat rolul unei fete bolnave de cancer, Kate, in filmul Viata pentru sora mea, alaturi de Cameron Diaz si Abigail (Abbie) Breslin. Sofia si-a ras parul si sprancenele special pentru acest rol.
Sofia Vassilieva, pe numele complet Sofia Vladimirovna Vassilieva, singurul copil al unor imigranți ruși, a absolvit Școala de Modeling și Actorie Barbizon din Arizona. A interpretat roluri, ca de exemplu: nepoata unui general rus în retragere într-un episod din serialul de televiziune The Agency, Eloise din cărțile pentru copii Eloise at the Plaza și Eloise at Christmastime de Ariel DuBois; Gina din Inhabited (2003). În 2005, a prezentat serialul Family Feature Film la cea de-a 19-a ediție a premiilor Genesis. În 2006, a câștigat premiul pentru tânăr artist, la categoria cea mai bună actriță în rol secundar într-o dramă TV, pentru rolul Ariel DuBois din Medium. În 2009, a devenit ambasador onorific pentru Stand Up to Cancer. Pentru interpretarea rolului Kate din Viață pentru sora mea, Vassilieva a câștigat premiul pentru tânăr artist la categoria cea mai bună actriță în rol secundar într-un lungmetraj în 2010. A fost a treia nominalizare și a doua victorie. În 2011, a jucat ca invitată specială în episodul True Believers din serialul Law & Order: Special Victims Unit în rolul Sarah Walsh, o candidată la licența în arte plastice, care este violată în apartamentul ei din New York. A reluat rolul Sarah în episodul din 2013, Wonderland Story. Pe 21 mai 2014, Vassilieva a absolvit Columbia College, Universitatea Columbia, cu o licență în arte și științe, completând o specializare în lingvistică și o specializare în managementul afacerilor. În 2018 și 2021, Vassilieva a avut rolul Looker din Black Lightning. În 2023, a câștigat premiul pentru cea mai bună actriță într-un lungmetraj la Festivalul de Film First Glance din Los Angeles pentru rolul Lissa din filmul Lissa's Trip. Vassilieva este membră a Alpha Omicron Pi.
