Sophia Jane Myles nasceu em 18 de março de 1980 em Hammersmith, Londres, Inglaterra. Ela tem um irmão mais novo, Oliver. Seus pais são Jane e Peter Myles, que é um vigário, um padre da Igreja Anglicana que é responsável por uma paróquia e recebe um salário, mas não os dízimos da igreja. Sua mãe trabalha com publicação. Sophia morou em Notting Hill até os 11 anos e frequentou a Fox Primary School. Seu pai foi posteriormente transferido para Isleworth, um subúrbio a oeste de Londres.
Aos 16 anos, Sophia estrelou uma produção escolar de "Professores" escrita por Kevin Godber. Entre os presentes, Julian Fellowes, o escritor vencedor do Oscar de Gosford Park (2001). Sophia foi posteriormente escalada para a produção da BBC de The Prince and the Pauper (1996). Julian Fellowes trabalhou no roteiro. Dois anos depois de seu papel em O Príncipe e o Pobre (1996), Sophia foi escalada como a jovem "Saffron" na minissérie de TV Big Women (1998). Em 1999, depois de se matricular recentemente na Universidade de Cambridge para estudar filosofia, ela conseguiu uma pequena participação em Mansfield Park (1999) interpretando "Susan Price". Antes de ir para a escola, Sophia foi escalada como "Agnes Fleming" na série de TV Oliver Twist (1999). (A série também estrelou Keira Knightley). Depois disso, ela desistiu para continuar atuando.
Depois disso, Sophia conseguiu vários pequenos papéis em filmes e programas de televisão. Mais notavelmente, ela foi escalada como a esposa de Johnny Depp em From Hell (2001). Ela também estrelou The Life and Adventures of Nicholas Nickleby (2001), The Abduction Club (2002), Heartbeat (1992) e Foyle's War (2002); os 2 últimos são séries de TV.
Em 2003, Sophia conseguiu um papel coadjuvante em Underworld (2003), ao lado da bela britânica Kate Beckinsale (Pearl Harbor (2001)). Em seguida, Sophia foi escalada para o thriller Out of Bounds (2003) como "Louise Thompson", sobre uma garota estranha em um internato inglês que se apaixona por seu professor de arte americano, que é casado com a diretora.
Mais tarde, naquele mesmo ano, Sophia foi escalada para a versão para a tela grande do sucesso cult inglês Thunderbirds (2004). Embora o filme não tenha tido o desempenho esperado, ela ganhou elogios por seu papel como a icônica "Lady Penelope". Logo, Sophia começou a trabalhar em Art School Confidential (2006), dirigido por Terry Zwigoff (Ghost World (2001)) interpretando uma americana que é a musa de uma estudante de uma escola de arte. Depois, voltou às raízes na televisão, estrelando Colditz (2005) como "Lizzie Carter", que é objeto de carinho e desejo de 2 irmãos. Ela então apareceu em Sleeping Murder (2006) como uma jovem que descobre que, quando criança, ela testemunhou um assassinato.
Sophia foi escalada para Tristan + Isolde (2006). Ela interpretou "Isolde", a impetuosa jovem princesa irlandesa que foi prometida a um homem mau, que ela não ama. Em 2006, ela voltou à televisão estrelando "Madame de Pompadour" em Doctor Who (2005) como o interesse amoroso do Doctor.
