آرشدوشس سوفی، نخستین فرزند امپراتور فرانتس یوزف اول و ملکه الیزابت اتریش، در ۵ مارس ۱۸۵۵ زاده شد. او در همان روز، بدون اطلاع ملکه الیزابت، به نام سوفی فریدریکه دوروته ماریا یوزفا، به احترام مادر امپراتور، غسل تعمید داده شد.
سوفی از هر دو سوی خانوادهاش، نواده پادشاه ماکسیمیلیان اول یوزف باواریا بود، زیرا والدینش پسرعمو و دخترعمو بودند. از سوی پدرش، او نواده آخرین امپراتور مقدس روم، فرانتس دوم، نیز بود.
در سال بعد، ملکه الیزابت دختر دیگری به نام آرشدوشس گیزلا به دنیا آورد. با وجود اینکه هر دو فرزند دختر بودند و نیازی به آموزش برای انجام وظایف سلطنتی نداشتند، هر دو نوزاد بلافاصله پس از غسل تعمید توسط آرشدوشس سوفی (عمه و مادرشوهر ملکه الیزابت) از او گرفته شدند، با این استدلال که ملکه برای تربیت دو کودک جوان بود.
ملکه الیزابت بارها از امپراتور فرانتس یوزف خواست تا با مادرش در این باره صحبت کند، اما درخواستهایش بیپاسخ ماند. سرانجام، امپراتور با مادرش صحبت کرد و ملکه الیزابت توانست آرزوهای خود را به طور علنی به مادرشوهرش بیان کند و حتی دخترانش را در سفرهایش همراه خود ببرد.
در بهار ۱۸۵۷، خانواده سلطنتی به مجارستان سفر کردند. در بوداپست، سوفی و خواهرش گیزلا به اسهال و تب شدید مبتلا شدند. گیزلا ۱۰ ماهه به سرعت بهبود یافت، اما سوفی دو ساله پس از ۱۱ ساعت مبارزه برای بقا، احتمالاً به دلیل کمآبی ناشی از اسهال یا تشنج ناشی از تب بالا، در آغوش مادرش درگذشت.
جسد سوفی به وین بازگردانده شد و در گوردخمه امپراتوری، در بخش فرالدیناندسگروفت (گورستان فرالدیناند) دفن شد.
مرگ سوفی تأثیر عمیقی بر ملکه الیزابت گذاشت. مادرشوهرش، آرشدوشس سوفی، او را به طور غیرمستقیم مقصر مرگ سوفی دانست. ملکه الیزابت دچار افسردگی شد و روزها خود را در آپارتمانهایش محبوس میکرد یا تا حد خستگی سوارکاری میکرد تا از فکر کردن به این موضوع اجتناب کند. مرگ سوفی همچنین بر نحوه تربیت فرزندان تأثیر گذاشت و ملکه الیزابت از دختر دیگرش، گیزلا، نیز دوری گزید.