Selyemkereskedelemmel foglalkozó, jómódú családjának értékes könyvtárában töltötte már gyerekkorától napjainak legnagyobb részét. Különösen a matematikával és filozófiával foglalkozó műveket tanulmányozta. Párizsban 1795-ben nyílt meg az École Polytechnique, nőket nem vettek fel, de a hallgatók elkérhették az előadások anyagát, és utána beszámolót kellett róla írniuk. Sophie egy kimaradt férfihallgató nevén jelentkezett. Lagrange professzor előadásaihoz írt megjegyzései azonban annyira megtetszettek a tanárnak, hogy bekérette, így rájött a kegyes csalásra, de annyira tehetségesnek tartotta, hogy tovább foglalkozott vele. Különösen a számelmélet területén ért el eredményeket, a kor vezető matematikusaival folytatott levelezést a témában. A filozófiát sem hanyagolta el, több tanulmányt írt, amelyek azonban csak halála után jelentek meg.