Настоящее имя - Софи Мопю (Sophie Maupu). Родилась во Франции, в Париже. Сниматься в кино начала с четырнадцати лет (`Бум`, 1981). Софи Марсо быстро стала популярной у себя на родине, работала с актерами Жераром Депардье и Катрин Денев, режиссером Анджеем Жулавски, однако в Голливуде известность получила только после роли в фильме Мела Гибсона `Храброе сердце` (1995), ставшем также и ее первым англоязычным фильмом.