她的父亲是托马斯·帕莱奥罗古斯，摩里亚的专制者。奥斯曼帝国的穆罕默德二世征服摩里亚后，她和她的兄弟被带到了罗马。在罗马她的希腊式名字佐伊改成了索菲娅。1469年，教皇保罗二世将她嫁给俄罗斯君主以试图统一天主教和东正教教会。鳏居的俄罗斯王公悄无声息地举办了婚礼，并且傲慢地将索菲娅安置在圣母升天大教堂（1472年11月12日）。红衣主教约翰内斯·贝撒里昂被教皇派遣去莫斯科，但是显然未能完成他的使命。

若干年后，索菲娅开始对她年老的丈夫施加影响力，她向克里姆林宫传播拜占廷仪式和繁琐礼节，莫斯科是第三罗马的观念也是她所影响的。在她去世前，她成功地使她的儿子瓦西里继承了王位，而不是早先预计的伊凡三世的孙子德米特里。除瓦西里三世只有她的第五个儿子斯塔里察的安德烈留有后代。