Sofia Vassilieva participó recientemente en la quinta temporada de la serie "Médium" de la cadena NBC, junto a Patricia Arquette. En 2006, Vassilieva ganó el Premio a los Actores Jóvenes en la categoría de Mejor Interpretación en una serie de televisión (drama), por su interpretación de una chica joven que lucha por balancear su vida como adolescente y sus emergentes y misteriosos dones psíquicos.

En 2003, protagonizó junto a Julia Andrews el divertido personaje en la clásicas películas para la televisión: "Eloise at the Plaza" y "Eloise at Christmastime". Por su trabajo como Eloise, Vassilieva recibió fue nominada en 2004 al Premio a los Jóvenes Actores por su trabajo en una película, una miniserie o un especial de televisión. Otros de sus créditos para la televisión incluyen el papel de Cindy Brady en el telefilme: "The Brady Bunch in the White House", protagonizada por Shelley Long y Gary Cole.

Los créditos de cine de Vassilieva incluyen: "Hurt", con Melora Walters, William Mapother, y Jackson Rathbone; "Day Zero", junto a Elijah Wood, Ginnifer Goodwin, Chris Klein, y Jon Bernthal; y "Habitada", junto a Malcolm McDowell y Patty McCormack.

Nacida en Minneapolis, Minnesota, de padres que emigraron desde Rusia, Vassilieva ha vivido en distintas partes de los Estados Unidos y ha viajado extensamente alrededor del mundo. Ella ha realzado sus intereses por los temas internacionales estudiando cultura y varios idiomas, incluyendo el ruso, el francés y el español.

A los siete años de edad, Vassilieva participó en la Convención de la Asociación Internacional de Modelos y de Talentos (International Model and Talent Association (IMTA)), donde ganó varios premios incluyendo el Premio a la "Actriz Infantil del Año 2000". Vassilieva rápidamente llamaría la atención de los Directores de casting y tuvo su debut como actriz en la serie de la televisión "The Agency", interpretando a la nieta de un general ruso en las escenas habladas en ruso.