Sofia Boutella được sinh ra và lớn lên tại Algeria, một quốc gia nằm tại Bắc Phi. Cha cô là một nghệ sĩ nhạc jazz, còn mẹ làm kiến trúc sư. Cô bắt đầu học nhảy cổ điển vào năm lên năm tuổi, và khi Sofia được 10 tuổi, gia đình của cô đã chuyển đến Pháp sinh sống.
Tại đây, Sofia bắt đầu theo đuổi môn thể dục nhịp điệu và gia nhập vào đội tuyển quốc gia của Pháp năm 18 tuổi. Sofia cũng tham gia vào những nhóm nhảy và đạt được tên tuổi nhất định trong làng vũ công. Cô có được cơ hội đóng vai quan trọng trong một mẫu quảng cáo của Nike, và nhờ đó mà Sofia được cộng tác làm việc với những tên tuổi lớn như Madonna, Rihanna, Michael Jackson…
Sự nghiệp điện ảnh của Sofia có được đột phá nhờ vai phản diện trong bộ phim đề tài điệp viên của Anh – Kingsman: The Secret Service. Trong tác phẩm này, Sofia tạo được ấn tượng mạnh mẽ với hình ảnh nhân vật Gazelle võ nghệ siêu phàm, cùng món vũ khí độc đáo chính là đôi chân bằng hai con dao sắt bén.
Có thể nói, bộ phim Kingsman: The Secret Service đã thay đổi cuộc đời của Sofia, bởi trước đó suốt hai năm trời, Sofia còn là “kẻ thất nghiệp”, cô mất đi niềm đam mê với những điệu nhảy, và trong suốt thời gian đó, Sofia quyết định không nhận bất kỳ công việc nào liên quan đến nhảy múa.
Sự thể hiện vô cùng ấn tượng trong Kingsman: The Secret Service đã giúp các nhà làm phim Hollywood chú ý đến Sofia, và đoàn làm phim Star Trek Beyond đã mời cô thử vai. Khi đến buổi thử vai này, Sofia không hề hay biết dự án này là gì bởi nó được giữ bí mật hoàn toàn, nhưng Sofia suy đoán đây có thể là dự án phần tiếp theo của một bộ phim bom tấn nào đó, bởi nếu là phim độc lập thì không cần phải “úp úp mở mở” như vậy.
Cô cần chuẩn bị hai đoạn diễn, một của bộ phim Alien, và một là của phim Star Trek. Ở phần diễn thử cho vai trong Star Trek, Sofia không nắm được nhân vật cô phải thể hiện là ai, nhưng trong quá trình thử vai, cô đã khám phá ra rằng đây là một nhân vật mới hoàn toàn và là một người ngoài hành tinh. Sofia hoàn toàn không nghĩ được rằng mình sẽ trở thành một thành viên của con tàu USS Enterprise khi nhận được thông báo.
Trong phần ba của loạt phim Star Trek mới này, Sofia sẽ vào vai Jaylah. Cô mô tả về nhân vật của mình: “Jaylah là kẻ sống sót còn lại của bộ tộc của mình, được thành viên của con tàu USS Enterprise phát hiện trong một khu vực vô cùng bí mật. Jaylah ẩn mình trong một thời gian rất lâu nên tính cách của nhân vật này vô cùng độc lập, và điều này khiến Jaylah rất áp lực khi trở thành một thành viên của con tàu USS Enterprise – một phần của một tập thể”. Mỗi ngày Sofia phải mất bốn tiếng đồng hồ để hóa trang thành Jaylah và cô cũng phải mất hai tháng trời để tập luyện cùng đội diễn viên đóng thế tại Los Angeles trước khi đến trường quay tại Vancouver.
Ở hai phần trước của loạt phim Star Trek mới đều do J.J. Abrams làm đạo diễn, nhưng ở phần 3 này, chiếc ghế đạo diễn đã được trao cho Justin Lin, người được xem là đã làm sống dậy loạt phim Fast & Furious. Sofia Boutella cũng có được những ấn tượng sâu đậm về vị đạo diễn tài năng này: “Anh ấy thật tuyệt vời, là một thiên tài với chiếc máy quay của mình. Justin biết rõ anh đang làm gì và biết rõ từng cảnh quay của mình. Bản thân Justin rất hâm mộ loạt phim Star Trek nên tôi tin chắc anh ấy hoàn toàn yêu thích chiếc ghế đạo diễn này và vai trò của bản thân trong dự án. Justin cũng rất vui vẻ trò chuyện với chúng tôi về các nhân vật, và anh ta tạo nên nguồn động lực và cảm hứng cho mọi người”.
Sau Star Trek Beyond, Sofia không hề rảnh rỗi, cô sẽ tiếp tục tham gia bộ phim đề tài điệp viên The Coldest City với Charlize Theron, James McAvoy; và hiện cô đang trên trường quay dự án The Mummy đóng cùng Tom Cruise.