Am 27. Januar 1805 wurde Sophie Friederike als Tochter von König Maximilian I. von Bayern und Karoline von Baden geboren. Am 4. November 1824 heiratete sie in Wien Erzherzog Franz Karl, zweiter Sohn von Kaiser Franz II. Die Ehe blieb vorerst kinderlos, weshalb Sophie mehrere Salzkuren in Bad Ischl machte. Nach sechs Jahren endlich brachte sie ihren ersten Sohn, Franz Joseph, zur Welt.
Da ihr Schwager Ferdinand I. nicht fähig war zu regieren und das dafür gebildete Kabinett, welchem ihr Mann mit angehörte, auch nicht eine vollkommen funktionierende Regierung darstellte, nahm Sophie die Zügel selbst in die Hand, wenn auch stets im Hintergrund. Sie war politisch sehr gewandt und verfolgte eisern ihre Ziele. Nicht umsonst nannte man sie in Wien den „einzigen Mann am Hof“. Als Franz Joseph an die Macht kam, übte sie weiterhin grossen Einfluss auf dessen Regentschaft aus. Als 1848 die Revolution einsetzte, zeigte ihren politischen Einfluss seine Nachteile: Sophie war die Hauptverantwortliche für die Aufhebung der ersten Verfassung und die enge Bindung zwischen Kirche und Staat. Ihre Politik war überaus deutsch-orientiert, was in einem Vielvölkerstaat wie der Donaumonarchie unweigerlich zu Spannungen führte. Vor allem das Verhältnis zwischen Österreich und Ungarn stand oft auf der Kippe, denn Sophie hasste die Ungaren und deren Bräuche richtiggehend. Diese Abneigung zeigte sie auch offiziell und brachte sich dadurch in besonders schwierige Situationen. Wäre ihre spätere Schweigertochter Elisabeth mit ihrer innigen Verbundenheit und Liebe zu Ungarn nicht gewesen, so dürfte die Geschichte der k.u.k. Monarchie anders verlaufen sein.
Nach der Abdankung Kaiser Ferdinands I. überredete Sophie ihren Mann Franz Karl, den offiziellen Thronfolger, dazu, den Kaisertitel ihrem Sohn Franz Joseph zu überlassen, was seit jeher ihr wichtigstes ziel war. Weiterhin mischte sie sich ins Leben Franz Josephs und dessen Regierung ein. Dieser heiratete gegen Sophies willen deren Nichte Elisabeth von Bayern. Die Spannungen innerhalb des Kaiserhauses stiegen ins Unendliche, als sie Elisabeth ihre Kinder wegnahm, um sich eigenhändig um deren Erziehung zu kümmern. Sophie wurde innerhalb des Kaiserhauses als herrschsüchtig und in mancherlei Belangen rücksichtslos beschrieben, worunter insbesondere die junge Kaiserin Elisabeth zu leiden hatte. Erzherzogin Marie Caroline, Ehefrau von Erzherzog Rainer, wusste von Sophies System, Franz Joseph und seine Brüder zu isolieren und sie von jeglicher Intimität mit der übrigen Familie fernzuhalten. Dadurch wollte sie ihre Söhne von allfälligen negativen Einflüssen von aussen schützen und ihre Autorität vor dem Rest der Familie untermauern.
Sophies Enkelin, Marie Valérie, sah später darin den Hauptgrund, weshalb ihr Vater Franz Joseph ein sehr restriktives Verhältnis zu den Menschen in seiner Umgebung pflegte, kaum jemanden an sich heran liess und zunehmend vereinsamte und verbittert wurde. „Immer hatte ich geglaubt, Mama die Schuld geben zu müssen“, vermerkte sie in ihrem Tagebuch. In einem späteren Eintrag wünscht Marie Valérie ihrer verstorbenen Grossmutter gar ein „bitteres Fegefeuer“, falls sie für diese soziale Beschränktheit ihres Vaters verantwortlich ist. Sophie hat am Wiener Hof durch ihr herrisches Wesen einiges gerade gebogen und erreicht, doch genauso viel Ungutes hat sie bewirkt sowohl in der Politik als auch innerhalb des Kaiserhauses.
Napoleon Franz Herzog von Reichstadt, der Sohn von Sophies Schwägerin Marie Louise, war der einzige, welcher ihr aufrichtig freundschaftlich gesinnt war. Nach der Exekution ihres Sohnes Maximilian von Mexiko zog sie sich zurück und verlebte als gebrochene Frau ihre letzten Jahre. Sie starb am 28. Mai 1872 an Gehirnkrämpfen.
