Sophie Cattani a suivi une formation de comédienne et a travaillé au théâtre avec Michel Raskine, Laurent Frechuret et Laurent Pelly. Elle crée sa propre compagnie " ILDI ! ELDI " en 2003.
On la voit en inspecteur de police dans Après la vie en 2001, puis dans Rire et châtiment en 2002 avec José Garcia. En 2005, elle a joué en dans Selon Charlie, La jungle et La vie de Michel Muller est plus belle que la vôtre.
A participé en 2007 dans Tel père, telle fille avec Jean Pierre Bacri. En 2008, elle est à l'affiche du 1er film de Cédric Anger Le tueur, où elle joue face à Gilbert Melki, Grégoire Colin et Mélanie Laurent. En 2009, elle revient dans Je suis heureux que ma mère soit vivante, de Nathan et Claude Miller.
