ซาเรฟนาโซฟียาเป็นพระราชธิดาองค์ที่สามที่ทรงรอดพระชนม์มาได้ในพระเจ้าซาร์อเล็กซีที่ 1 แห่งรัสเซีย กับพระมเหสีพระองค์แรก คือ ซารีนามาเรีย มิโลสลาฟสกายา พระนางทรงเป็นพระราชธิดาพระองค์เดียวที่ได้ศึกษากับซีโมนแห่งโปล็อทส์ ผู้ซึ่งเป็นพระอาจารย์ให้กับองค์รัชทายาทด้วย คือ ซาเรวิชอเล็กซี อะเลคเซเยวิชและซาเรวิชฟีโอดอร์ อะเลคเซเยวิช[1] หลังจากการสวรรคตของพระเจ้าซาร์ฟิโอดอร์ที่ 3 พระอนุชา ในวันที่ 27 เมษายน ค.ศ. 1682 ซาเรฟนาโซฟียาทรงเข้าแทรกซึมการเมืองของรัสเซียอย่างไม่มีใครคาดคิด โดยทรงพยายามกีดกันไม่ให้พระอนุชาต่างมารดาวัย 9 พรรษา คือ ซาเรวิชปีเตอร์ อะเลคเซเยวิช ขึ้นสืบบัลลงก์ต่อจากพระอนุชาร่วมบิดามารดาของพระนางคือ ซาเรวิชอีวาน อะเลคเซเยวิช[2]