Als zwölfjähriges Mädchen war Sophie noch aus eigener Überzeugung dem Bund deutscher Mädel beigetreten. Ihre politische Einstellung änderte sich jedoch im Verlauf ihrer Jugend, sodass sie Hitler und dem Nationalsozialismus zunehmend kritisch gegenüberstand.
Im Mai 1942 zog Sophie in die Universitätsstadt München, um ein Biologie- und Philosophiestudium zu beginnen. Sie lebte dort mit ihrem Bruder Hans zusammen, welcher Medizin studierte. Hans, der Sophies politische Einstellung teilte, gründete eine Widerstandsgruppe mit anderen Studierenden, welche Flugblätter gegen Hitler und den Krieg verteilte und Schriftzüge wie »Nieder mit Hitler« an Hauswände malte. Als Sophie erfuhr, dass Hans im Widerstand aktiv war, schloss sie sich der Gruppe an. Unter dem Namen »Weiße Rose« verschickten sie ihre Flugblätter oder verteilten sie an der Universität. Dieser Aktivismus war äußerst gefährlich und schon bald suchte die Gestapo nach der Gruppe.
In der Münchener Universität wurden Sophie und Hans am 18. Februar 1943 von dem dortigen Hausmeister entdeckt, als Sophie Flugblätter aus dem zweiten Stock des Universitätsgebäudes hinunterwarf. Der Hausmeister rief die Gestapo und die Geschwister wurden verhaftet und verhört. Während sie zunächst noch versuchten, alles zu leugnen, wurde in ihrer Wohnung eindeutiges Beweismaterial gefunden. Sophie blieb auch während des tagelangen Verhörs von der Notwendigkeit des Widerstands überzeugt: »Wenn die Frage an mich gerichtet wird, ob ich auch jetzt noch der Meinung sei, richtig gehandelt zu haben, so muss ich hierauf mit ja antworten.«
Nach dem Verhör wurden Sophie und Hans zum Volksgerichtshof gebracht. Angeklagt waren sie wegen »Wehrkraftzersetzung«, »Feindbegünstigung« und »Vorbereitung zum Hochverrat«. Der Richter Roland Freisler verurteilte beide zum Tode. An ihnen sollte verdeutlicht werden, wie man mit »Verrätern« umging. Am 22. Februar 1943 wurden Hans und Sophie durch das Fallbeil enthauptet. Noch heute gelten die Geschwister Scholl als Symbolgestalten des Widerstands gegen das NS-Regime. Nach 1945 wurden in Deutschland zahlreiche Straßen, Plätze und Schulen nach ihnen benannt und Denkmäler errichtet, um an den Widerstand der »Weißen Rose« zu erinnern.