Актриса изучала английскую литературу в учредительном колледже Церковь Христа от Университета Оксфорда, получив диплом с отличием. Именно в колледже она почувствовала вкус к актерскому ремеслу, выступая в студенческих пьесах. Заполучив агента, Соня еще два года проработала в региональных театрах, после чего попала на британское телевидение и в кино.

Соня исполнила роль полицейского в популярном ситкоме «Goodnight Sweetheart» в 1999 г. и сыграла Донну Бэрнс в телесериале канала HBO «Mind of the Married Man» в 2001 г.

В американской версии сериала «Любовь на шестерых», транслировавшейся в 2003 г., она сыграла Салли Харпер. В другие актерские роли включено гостевое участие в суперпопулярном сериале «Остаться в живых» (роль подружки Десмонда, Пенелопы «Пенни» Видмор), а также рекуррентная роль специального агента Серкснер в сериале «Спящая ячейка» и Джейн Персон в «CSI: Место преступления Нью-Йорк».

В 2004 г. Соня как Николь Нун появилась в экшне Питера Уинтера «Библиотекарь: В поисках копья судьбы» вместе с известным актером Ноем Уайлом, а затем вновь исполнила эту же роль в картине «Библиотекарь 2: Возвращение в Копи Царя Соломона».

В 2007 г. Уолгер получила одну из главных ролей в сериале канала HBO «Скажи мне, что любишь меня», неоднозначно воспринятого критиками. Однако сериал прославился даже прежде, чем в эфир вышел первый эпизод показа, так как обещал зрителю вовлекать его в частые и чрезвычайно реалистические по своей природе сексуальные сцены. Слухи многократно опровергались, но, в конечном итоге, сериал подтвердил свою «горячую» репутацию. В пилотном эпизоде Уолгер предстояло «поработать руками» над актером Адамом Скоттом, в общем, помочь ему мастурбировать, однако создатель сериала, Синтия Морт, заявила, что София не собирается опускать свои руки в то место, где они не должны быть. Режиссер Патриция Розема и другие звезды сериала, Элли Уолкер и Джейн Александр, также отрицали, что в сериале имел место реальный секс. Так что никакого экстремального секса – а только прекрасно сыгранная симуляция.

Уолгер получила роль поддержки, Мишель Диксон, жены прежнего жениха Сары Коннор, Чарли Диксона, в сериале «Терминатор: Хроники Сары Коннор».

Также она появлялась в сериалах «Dangerfield», «Чисто английские убийства» и «4исла». Соня снялась в таких фильмах, как «Ноев ковчег», «All the King's Men», «Eisenstein», «В поисках Джона Гиссинга», «40», «Sweet Nothing in My Ear» и «Factory».

Уолгер наполовину аргентинка, она без труда говорит на испанском языке, и недавно окончила работу над переводом аргентинской пьесы на английский язык. Она живет в Лос-Анджелесе, а свободное время проводит в Лондоне и Буэнос-Айресе, где проживает ее отец.