Les fans de la comédie romantique « Faking It » (2016), diffusée sur MTV, se souviennent de Sophia Ali dans le rôle de Sabrina, son premier personnage récurrent. Depuis, elle est apparue dans « The Mindy Project » (2017), « Grey’s Anatomy: The Webisodes » (2018) et « Famous in Love » (2018), avant de reprendre son rôle du Dr Dahlia Qadri dans « Grey’s Anatomy » (2017–2019). Au cinéma, on l’a vue dans « India Sweets and Spices » (2021) et « Uncharted » (2022) aux côtés de Tom Holland. Elle a ensuite joué un rôle principal dans la série Amazon « The Wilds » (2020–2022), puis dans « Chicago Med » (2024) en tant que Dr Zola Ahmad. En 2025, elle partage l’affiche du film « Find Your Friends » et tient un rôle aux côtés d’Al Pacino et Kate Mara dans « Easy’s Waltz ».