Sofia Villani Scicolone è il suo vero nome. Trascorre, con la madre, una infanzia modesta a Pozzuoli. La sua bellezza mediterranea le permette a soli 14 anni di iniziare la carriera come modella, partecipando a concorsi di bellezza, recitando nei fotoromanzi e al cinema, in film minori.

Nel 1951 incontra Carlo Ponti e per lei si aprono le porte del cinema. Il produttore, nello stesso anno, le fa ottenere una parte in Anna, di Alberto Lattuada. L'anno successivo è nel cast del film La Favorita, di Cesare Barlacchi, usando ancora lo pseudonimo di Sofia Lazzaro che Carlo Ponti sceglie per lei.

L'attrice incontra il favore del pubblico nel 1954, nel ruolo dell'esuberante pizzaiola in L'oro di Napoli, diretta da Vittorio De Sica: interpreta il personaggio dell'astuta e schietta popolana, che le porterà successo anche negli anni successivi. Nel 1957 sposa in Messico Carlo Ponti. Il matrimonio provoca un piccolo scandalo nella cattolicissima Italia, a causa del precedente matrimonio del produttore.

Il marito le apre anche la via verso Hollywood. La Loren gira negli Stati Uniti, tra gli altri, The pride and the passion (1957) di Stanley Kramer; Un marito per Cinzia, accanto a Cary Grant (film del 1958, regia di Melville Shavelson); That Kind of woman (1959), di Sidney Lumet. Ma la celebrità in campo internazionale viene nel 1960 con il film di Vittorio De Sica La ciociara, tratto dal romanzo di Alberto Moravia e sceneggiato da Cesare Zavattini. L'interpretazione della popolana vittima della violenza della guerra, le vale l'Oscar come migliore attrice protagonista nel 1962. Lo stesso De Sica la chiama poi per una serie di grandi commedie all'italiana accanto a Marcello Mastroianni: Ieri, oggi e domani (1963) e Matrimonio all'italiana (1964), tratto dalla commedia di Eduardo De Filippo Filumena Marturano.

La filmografia di Sofia Loren comprende più di cento film, questo non permette di elencarli tutti. Però tra quelli più significativi troviamo: La contessa di Hong Kong del 1967, diretto da Charlie Chaplin; Una giornata particolare del 1977, diretto da Ettore Scola (per quest'ultimo film vince il David di Donatello, il Nastro d'argento e il Globo d'oro, interpretando il ruolo di una infelice casalinga nel giorno in cui Hitler viene a Roma per far visita a Mussolini); The Cassandra Crossing (1977) di George Pan Cosmatos; Pret-à-porter (regia di Robert Altman, 1994); That's amore-Due improbabili seduttori (Howard Deutch, 1995). Nel 1991 riceve l'Oscar alla carriera.

Dagli ultimi mesi del 2000 è impegnata nelle riprese dell'ultimo film per la televisione di Lina Wertmuller, Francesca e Nunziata.

E' la presidentessa della la giuria di Miss Italia 2001. La serata si svolge il 10 settembre a Salsomaggiore Terme. Sofia Loren partecipò a Miss Italia nel 1950, vincendo il titolo di Miss Eleganza.

Per Jennifer Lopez Sofia Loren è "la donna più sexy del pianeta".

Jason Ankeny di All Movie Guide dice di lei: "La voluttuosa Sofia Loren è stata l'attrice internazionale di maggiore successo del dopo guerra. E non solo per essere stata uno straordinario sex symbol ma anche per essere riuscita ad ottenere il generale consenso di tutta la critica mondiale come pochi altri contemporanei hanno saputo fare".