Sophie Rois, geboren in Linz, absolvierte ihre Ausbildung am Max-Reinhardt-Seminar in Wien. Von 1993 bis 2017 gehörte sie zum Ensemble der Volksbühne am Rosa-Luxemburg-Platz. Seit 2018 ist sie am Deutschen Theater in Berlin engagiert. Sophie Rois verbindet eine langjährige Zusammenarbeit mit den Regisseuren Frank Castorf und René Pollesch. Für ihre Theaterarbeit erhielt Sophie Rois wiederholt Auszeichnungen: u.a. wurde sie mit dem renommierten Berliner Theaterpreis der Stiftung Preußische Seehandlung geehrt sowie mit dem Gertrud-Eysoldt-Ring für ihre Darstellung der Hexe in der Volksbühnen-Inszenierung von „Faust. Der Tragödie zweiter Teil“.
Sophie Rois drehte zahlreiche Kino- und Fernsehfilme. Für ihre Hauptrolle im Kinofilm „Drei“ (Regie: Tom Tykwer) wurde sie mehrfach ausgezeichnet, u. a. mit dem Deutschen Filmpreis 2011 für die beste Hauptrolle. Überdies erhielt sie den Grimme-Preis für die Rolle der Erika Mann im Fernseh-Mehrteiler „Die Manns – Ein Jahrhundertroman“. Auf der Berlinale 2022 war Sophie Rois gleich in zwei Hauptrollen zu sehen: im Film von Max Linz „L’ETAT ET MOI“ sowie in „AEIOU – Das schnelle Alphabet der Liebe“ (Regie: Nicolette Krebitz).
Auch für ihre künstlerische Arbeit im Bereich Hörspiel und Hörbuch wurde sie wiederholt geehrt, bereits zweimal mit dem Deutschen Hörbuchpreis in der Kategorie „Beste Interpretation“ für das Hörbuch „Jane Eyre“ von Charlotte Brontë und für „Baba Dunjas letzte Liebe“ von Alina Bronsky.