Софи Оконедо родилась в Лондоне. Её мать Джоан — тренер по пилатесу, отец Генри Оконедо — государственный служащий, бросивший семью, когда девочке было пять лет.

Её отец — нигериец, а мать — еврейка-ашкенази, родившаяся в Ист-Энде в семье иммигрантов из Польши и России, говоривших на идише. В детстве Софи ходила в синагогу. Бросив школу в 16 лет, работала продавщицей. Посещала семинары актёрского мастерства в Royal Court Young People’s Theatre, затем поступила в Королевскую академию драматического искусства, по окончании которой принимала участие в различных постановках Королевской Шекспировской компании [англ. Royal Shakespeare Company], Янг-Вика и Королевского Национального театра [англ. Royal National Theatre][3].

Параллельно актриса начала карьеру в кино и на телевидении. За роль в драме «Отель Руанда» Софи Оконедо была номинирована на «Оскар» в категории «Лучшая женская роль второго плана».

Софи живёт в Лондоне в районе Мазвелл-Хилл [англ. Muswell Hill], воспитывает дочь от гражданского брака с Эойном Мартином — Эойфи Мартин [род. 1997].