索菲是奥地利帝国皇帝弗朗茨·约瑟夫一世和伊丽莎白·阿玛莉·欧根妮皇后的长女。名字来自她的祖母索菲公主。

1857年的春天，伊丽莎白皇后一家到匈牙利旅游。他们在布达佩斯停留时，索菲和妹妹吉塞拉均有腹泻和发高烧的情况。只有十个月大的吉塞拉活了下来，但索菲在十一个小时后在母亲怀里去世。索菲的死对当时只有十九岁的皇后打击很大，皇后终生都佩戴着有索菲画像的手链。