София Монферратская родилась в 1399-ом году, в городе Казале-Монферрато, Алессандрия, Пьемонт, Италия. Её отцом был Монферратский маркиз Теодор II Палеолог, а матерью его вторая жена Жанна де Бар. Через своего отца София относилась к династии правящих императоров Палеолог. Теодор долго подыскивал супруга для дочери, чтобы наладить отношения со странами и заключить выгодный союз.
В 1404-ом году Софию обручили с Филиппом Висконти, сыном миланского герцога, но в конечном итоге брачный договор был разорван, так как Теодор решил, что Филипп не подходит его дочери. Маркиз хотел выдать свою 6-ти летнюю дочь замуж, но девочке повезло, что герцог разорился и брак был отменён. Спустя долгое время, в 1421-ом году Софию выдали замуж за Иоанна VIII Палеолога, будущего византийского императора.
Брак был очень выгодным как и для отца невесты, как и для отца жениха, который в тот момент правил Византией и пытался найти жену своему сыну Иоанну. Свадьба прошла в соборе Святой Софии Премудрости Божией, который на данный момент является турецкой мечетью Айя-София. Было условие, согласно которому София должна была принять православие.
Невеста долго противилась, но её волю никто не спрашивал и просьба о разрешении принять Софии православие была отослана папе Римскому, который её одобрил. София была прекрасной супругой: набожной, милой, мудрой, очень умной, она интересовалась науками, во всём помогала мужу, но тот не любил её.
Да и современники описывали её не очень привлекательной девушкой, а один поэт того времени и вовсе придумал ей обидное прозвище "Великий Пост спереди, Пасха сзади". Иоанн VIII был очень недоволен своей женой и сначала пытался отказаться от брака, но отец ему не позволил. Тогда он применил все усилия, чтобы не видеть жену и в итоге Софию отослали в Константинополь, в даль от мужа.
В 1425-ом году отец Иоанна умер и тот стал византийским императором. София же стала императрицей, но для неё эта ноша была тяжкой. Убедившись в том, что муж её не любит и не желает, в августе 1426-ого года она бежала на родину, оставив все титулы, богатство и хорошую жизнь позади. Иоанн не горевал по жене и приказал страже, чтобы те её не задерживали.
Спустя год он взял в супруги Марию Трапезундскую, красавицу того времени. София больше не выходила замуж, не имела детей и скончалась восемь лет спустя.