Sophia de Mello Breyner Andresen wurde am 6. November 1919 in eine aristokratische Familie aus Porto hinein geboren. Sie wuchs auf der Quinta do Campo Alegre auf, wo sich heute der botanische Garten der Stadt Porto findet. Dieser Ort diente als Inspiration für viele ihrer Texte. Sophia de Mello Breyner Andresen studierte klassische Philologie an der Universität Lissabon, schloss das Studium jedoch nicht ab. Sie heiratete den Journalisten, Rechtsanwalt und Politiker Francisco Sousa Tavares und brachte fünf Kinder auf die Welt, die ihr Motivation zum Schreiben von Kinderliteratur waren. Außerdem schrieb Sophia de Mello Breyner Andresen Poesie, Essays und Theaterstücke und widmete sich der Übersetzung von Shakespeare, Dante oder Claudel. Sie übertrug weiterhin die portugiesischen Dichter Camões, Cesário Verde, Mário de Sá-Carneiro und Fernando Pessoa ins Französische.
In der 40er und 50er Jahren des letzten Jahrhunderts beginnt Sophia de Mello Breyner sich durch die Mitarbeit in wichtigen Zeitschriften zur portugiesischen Poesie, wie zum Beispiel Cadernos de Poesia, Távola Redonda und Árvore in der literarischen Welt zu behaupten.
Sie engagierte sich in der Zivilgesellschaft, insbesondere in der Opposition zum Estado Novo. Sie unterstützte die Präsidentschaftskandidatur des Generals Humberto Delgado und war Teil der katholischen Bewegungen, die sich gegen das Salazar Regime und den Kolonialkrieg richteten. Sophia de Mello Breyner Andresen gründete die Nationale Kommission zur Unterstützung der Politischen Gefangenen und wurde deren Mitglied. 1975 wurde sie für die Sozialistische Partei in die verfassungsgebende Versammlung gewählt.
Das Werk von Sophia de Mello Breyner ist in mehrere Sprachen übersetzt und ihr wurden zahlreiche Literaturpreise verliehen: 1999 wurde sie als erste portugiesische Frau mit dem Camões-Preis ausgezeichnet; den Max Jacob Poesie-Preis erhielt sie im Jahr 2001 und den Königin-Sofia-Preis für Iberoamerikanische Poesie im Jahr 2003, der in diesem Jahr erstmalig an Portugal ging.
Sie starb am 2. Juli 2004 im Alter von 84 Jahren. Im Jahr 2014 erhielt sie die staatlichen Ehren und ihre sterblichen Überreste wurden in das Panteão Nacional überführt.