Nasce a Roma il 20 settembre 1934.

Al secolo Sofia Scicolone Villani, figlia del marchese siciliano Riccardo Scicolone Murillo, trascorre la sua giovinezza a Pozzuoli, paese natale della madre Romilda. Sin da giovanissima cerca la via della notorietà partecipando a concorsi di bellezza, poi nel mondo del fotoromanzo, in cui debutta con un certo successo, e successivamente nel Cinema; qui esordisce da comparsa e con piccole parti con lo pseudonimo di Sofia Lazzaro. La sua prima apparizione è in Cuori sul mare del 1949 a cui seguono altre parti in Luci del varietà (1950) di Alberto Lattuada e Federico Fellini, Lebbra bianca (1951) di Enzo Trapani, Anna (1951) di Alberto Lattuada, La tratta delle bianche (1952) di Luigi Comencini; quindici-venti film, nei primi  anni '50, in cui la partecipazione dell'attrice è molto limitata, tanto che il suo nome non appare nel cast degli attori sui manifesti pubblicitari. Il primo di questi, a riportarla tra gli interpreti con lo pseudonimo di Sofia Lazzaro, è La favorita (1952) di Cesare Barlacchi. Seguono due film importanti nella carriera dell'attrice: Africa sotto i mari (1952) di Giovanni Roccardi e Aida (1953) di Clemente Fracassi; nel primo deve scegliersi un nuovo pseudonimo e conia quello di Sophia Loren, nome con cui diverrà star internazionale; nel secondo, interpretando il ruolo di Aida, che avrebbe dovuto essere della sua storica rivale Gina Lollobrigida, conosce il produttore Carlo Ponti che le offre un contratto in esclusiva per sette anni. E' questo un evento determinante nella carriera dell'attrice: sotto la guida dell'esperto produttore, interpretando nei successivi film ruoli che ben si addicono al suo temperamento e alla sua estrazione di donna del popolo, l’attrice raggiunge il successo e la notorietà; sono Carosello napoletano (1953) di Ettore Giannini, La donna del fiume (1954) di Mario Soldati, L’oro di Napoli (1954) di Vittorio De Sica, Miseria e nobiltà (1954) di Mario Mattoli, La bella mugnaia (1955) di Mario Camerini, Pane, amore e … (1955) di Dino Risi; in questi film l’attrice impone la sua immagine di prosperosa popolana, dalla tanto schietta quanto prorompente bellezza. Con il supporto di Carlo Ponti, ormai suo compagno di vita, a metà degli anni ’50 la Loren conquista, artisticamente, gli Stati Uniti dove gira numerosi film con attori famosi: Orgoglio e passione (1957) con Frank Sinatra e Cary Grant, Un marito per Cinzia (1958) ancora con Cary Grant, La chiave (1958) con William Holden, Il diavolo in calzoncini rosa (1959) con Anthony Quinn, La miliardaria (1960) con Peter Sellers, El Cid (1961) con Charlton Heston. Ma i suoi film più importanti sono quelli girati in Italia, in cui l’attrice ritrova sé stessa, e in cui è spesso in coppia con Marcello Mastroianni ed è diretta da Vittorio De Sica; La ciociara (1960), che le vale l’Oscar 1961 come migliore attrice protagonista, Ieri oggi domani (1963), film che otterrà ancora un Oscar e tre premi David, tra cui quello di Migliore Attrice alla Loren, Matrimonio all’italiana (1964) e I girasoli (1970). Il sodalizio con Mastroianni ha un ruolo importante nella vita artistica dell'attrice perché foriero di innumerevoli film: oltre a quelli già menzionati reciteranno insieme in Peccato che sia una canaglia (1954) e La fortuna di essere donna (1956) di Alessandro Blasetti, La moglie del prete (1970) di Dino Risi, La pupa del gangster (1974) di Giorgio Capitani, Una giornata particolare (1977) di Ettore Scola, Fatto di sangue tra due uomini per causa di una vedova (1978) di Lina Wertmuller; in Pret-a-Porter (1994) di Robert Altman i due attori riproporranno il celeberrimo spogliarello di Ieri, oggi, domani. Continuano anche le produzioni internazionali, tra cui: Judith (1965) di Daniel Mann, Lady L (1965) di Peter Ustinov con Paul Newman e David Niven, Arabesque (1966) con Gregory Peck, La contessa di Hong Kong (1966) di Charles Chaplin con Marlon Brando. Nella maturità sono i ruoli di madre quelli che l'attrice trova più congeniali al proprio temperamento, come in Soleil (1997), Francesca e Nunziata (2001), Cuori estranei (2002), Peperoni ripieni e pesci in faccia (2004), Nine (2009).

La Loren è stata una delle più importanti protagoniste della stagione magica del cinema italiano; l’attrice si è imposta nel panorama nazionale ed internazionale non solo grazie alla sua bellezza e alla forte personalità, ma anche in virtù di riconosciuti meriti artistici e professionali, certificati dai tre premi alla carriera ottenuti nel 1991, nel 1998 e nel 1999, l’Oscar, il Leone d’oro della Mostra del cinema di Venezia, il David di Donatello, oltre a numerosi altri riconoscimenti ricevuti per singole interpretazioni. Nel 1997 è stata insignita dal Capo dello Stato italiano del titolo di Cavaliere al merito della Repubblica, insieme al marito Carlo Ponti.