Софья Андреевна Каштанова родилась 6 августа 1987 года в Москве. Выросла в творческой семье: мать была актрисой, а отец — писателем и сценаристом. После развода родителей она переехала с матерью в Мексику, где научилась испанскому языку и познакомилась с другой культурой. Вернувшись в Россию, поступила в Школу-студию МХАТ, которую окончила в 2007 году.
Карьера Софьи началась с дебюта в сериале «Сыщики» (2006), однако широкую известность ей принесла роль Кристины в сериале «Полицейский с Рублёвки». Среди других заметных работ можно выделить роли Софи Лорен в «Оттепель» и Ирины Белинской в «Волчье солнце». Софья замужем и воспитывает сына, но предпочитает не раскрывать подробности личной жизни. Она также увлекается йогой и живописью.