Aunque de niña quería ser veterinaria o arquitecta, Sophie Cookson siguió el camino de la actuación cuando se convirtió en miembro del Youth Music Theatre cuando tenía 10 años. Después formó parte de una compañía de teatro que había recorrido Japón, pero decidió dejar de actuar para estudiar historia del arte y árabe en la Universidad de Edimburgo. Volvió a comprometerse completamente a la actuación a los 19 años, cuando decidió asistir a la Oxford School of Drama durante tres años y se graduó en 2013. Interpretó a Grace Mohune en la película televisiva de 2013 de Moonfleet. Ese mismo año fue elegida para interpretar a Roxy, la protagonista femenina en Kingsman: El servicio secreto (2014), papel que repitió en la secuela del 2017 Kingsman 2: El círculo dorado. En 2016 tuvo una aparición en El Cazador y la Reina del Hielo. Cookson coprotagonizó junto a Adrien Brody la película histórica de Lee Tamahori, Emperor (2019), y junto a Judi Dench La espía roja (2019).