Aunque Sophie Elisabeth perdió a su madre siendo niña, su educación quedó garantizada por sus dos sucesivas madrastras: Elisabeth de Hessen-Kassel y Eleonore Marie de Anhalt-Bernburg. Comenzó a estudiar música en la corte de su padre, donde había una conocida orquesta integrada por buenos músicos ingleses, incluyendo a William Brade.

El talento de Elisabeth tanto en las artes literarias como musicales se había nutrido de la relación de su padre con el compositor Heinrich Schütz. Elisabeth dispuso que la joven Sophie Elisabeth estudiara laúd con John Stanley durante la estancia de éste en Güstrow. Elonore contaba con una formación lingüística y musical igualmente buena. A ella se debió, en gran medida, la admisión de Sophie Elisabeth en la francófila Académie des Loyales, y fue ella también quien le dio refugio en Anhalt durante una parte de la Guerra de los Treinta Años. En 1628 Sophie se trasladó a la corte de Kassel, que también tenía buena música, cuando la guerra de Treinta años amenazaba su corte.

Sophie Elisabeth (muy parecida a su segunda madrastra en muchos aspectos) se convirtió en 1635 en la tercera esposa del duque August de Braunschweig y Lüneburg (1579-1666). Sus actividades musicales habían alcanzado ya un importante reconocimiento en el momento de su boda. Los intereses eruditos de August habían hecho de él uno de los aristócratas más instruidos de su tiempo. Su biblioteca fue la base de la magnífica Herzog August Bibliothek, conservada hoy en Wolfenbüttel. El matrimonio vivió en Braunschweig, donde Sophie Elisabeth cuidó de sus cuatro hijastros y dio a luz a otros tres propios; algunos de ellos tuvieron como preceptor al poeta Justus Georg Schottelius.

La pareja ducal contrató una orquesta y un Kapellmeister para su corte, y pronto la joven duquesa puso música a obras de teatro y ballets escritos por Schottelius, ella misma y otros autores. Sophie Elisabeth compuso en 1642 varios diálogos para “Friedens Sieg” (El triunfo de la paz), por las fechas del acuerdo preliminar de paz de Goslar, obra que se volvió a representar al concluir la guerra, con motivo de la Paz de Westfalia (1648). En ella se nos ofrece música para cuatro voces blancas, cada una de las cuales representa uno de los "Horrores de la Guerra" (Hambre, Pobreza, Injusticia y Muerte), que cantan tres versos alternantes seguidos de dos números homofónicos en cuarteto.

El matrimonio ducal se trasladó a Wolfenbüttel hacia el final de la Guerra de los Treinta Años. Allí, Sophie Elisabeth consultó en dos ocasiones, al menos, a Heinrich Schütz sobre posibles mejoras en la orquesta de la corte. Su estilo dejó una profunda huella en las composiciones de la duquesa, cuyas canciones devotas para voz solista recuerdan los Kleine geistliche Konzerte de Schütz por la atención prestada a conseguir una musicalización clara y eficaz del texto alemán mediante cambios en la métrica y longitudes diferentes en las notas, así como por el continuo, esmerado y agradable. Estas composiciones para voz solista constituyen el núcleo de la producción musical de Sophie Elisabeth. Su atención al detalle en el plano puramente literario se percibe en su traducción al alemán de parte de una novela de Honoré d'Urfé, trabajo que hay que relacionar, probablemente, con su actividad en la ya mencionada Academia.

A juzgar por una de las piezas, “Dieses ist das Fürstenhaus” (Ésta es la casa de los príncipes), los esfuerzos de Sophie Elisabeth por escribir para conjuntos mayores tuvieron éxito. En esta pieza de ocasión, escrita con motivo del cumpleaños del duque Augusto a mediados de la década de 1650, la duquesa puso música a textos propios componiendo una sinfonía y un coro angélico. Su instrumentación para dos cuerdas sopranos, dos violas (en clave de contralto) y continuo hacen pensar en cierto conocimiento de la práctica orquestal francesa a cinco partes. El coro angélico está compuesto para cinco voces: dos sopranos, contralto y tenor (que puede ser ejecutada por voces de mujer, con tal de que entre las cantantes haya algunas que puedan alcanzar el re).

La obra de Sophie Elisabeth constituye un hito en la historia de la música, ya que entre ella y su antecesora Hildegard von Bingen, parece que no hubo ninguna otra compositora alemana. Según los estudiosos de la historia de la mujer, éstas (y en especial las dedicadas a la música) no tuvieron un "Renacimiento" durante el periodo que suele denominarse con ese término (siglos XV y XVI). Las mujeres no surgieron de nuevo como creadoras de música hasta finales del siglo XVI y el XVII. Este hecho tuvo lugar en Italia gracias a numerosos factores, entre los que podemos considerar de primera importancia la aparición de la música impresa y la atención a la vocalidad de la voz de soprano en la seconda prattica. El apoyo y estímulo de Schütz pudieron haber contribuido también al éxito musical de Sophie Elisabeth. Muchas mujeres vieron publicada su música en las imprentas de Venecia durante la estancia de Schütz en esa ciudad. El compositor alemán fue quizás testigo de la relativa libertad de la que disponían las mujeres para participar en la vida musical de La Serenissima. Son factores que se han de tener en cuenta al intentar explicar el lugar relevante de Sophie Elisabeth como primera compositora alemana de la Edad Moderna.

La mayor parte de las composiciones de Sophie Elisabeth son himnos o arias piadosos. Algunos de éstos fueron publicados en 1651 y 1667. El imprimió en 1651, Evangelicum de Vinetum, Evangelischer Weinberg, se cree para haber sido la primera música publicada por una mujer en Alemania. Ella también desempeñó un papel importante en establecer grandes conciertos en la corte, incluyendo masquerades, obras escénicas y ballets clásicos, para los que escribió ocasionalmente librettos y música. Su implicación adicional en estos conciertos es confusa. Dos de sus obras dramáticas sobreviven: Friedens Sieg (1642, Brunswick) y Glückwünschende Freudensdarstellung (Lüneburg, 1652).