Софья Андреевна Каштанова родилась 6 августа 1987 года в Москве в семье творческих людей. После развода родителей она переехала с матерью в Мексику, где провела часть своего детства и овладела испанским языком. Вернувшись в Россию, Софья поступила в Школу-студию МХАТ, которую окончила в 2007 году, что положило начало её карьере в кино и театре.
Дебютировав на экране в 2006 году с ролью в сериале «Сыщики», настоящую популярность актрисе принесла работа над сериалом «Полицейский с Рублёвки». Она также запомнилась ролями Софи Лорен из «Оттепели» и Ирины Белинской из «Волчьего солнца». Несмотря на то что Софья предпочитает не афишировать свою личную жизнь, известно о её замужестве и воспитании сына. В свободное время она увлекается йогой и живописью.