Sofia Asgatovna Gubajdulina se narodila 24. října 1931 v tatarském Čistopolu. Její hudební talent byl patrný už od útlého věku, a rodiče ji v něm plně podporovali – již jako šestileté jí pořídili klavír. V letech 1946–1949 studovala na Kazaňské hudební akademii, poté se v letech 1949–1954 věnovala hře na klavír a skladbě na Kazaňské konzervatoři. Své vzdělání završila v letech 1954–1959 studiem kompozice na Moskevské konzervatoři.
Hudba Sofie Gubajduliny je protkána kontrasty a dualitami – prolíná v sobě tradici s avantgardou, propojuje Východ se Západem a staví do dramatického vztahu sólistu a hudební kolektiv. S výjimkou jejích nejranějších skladeb je pro ni charakteristická polytonalita. Její využití lidových a jiných netradičních nástrojů, často v neobvyklých kombinacích, vytvářelo výrazně barevné a působivé zvukové odstíny. Přesto zůstávala věrná tradičním hudebním formám – její tvorba zahrnuje orchestrální a sborová díla, koncerty pro rozmanité nástroje, smyčcové kvartety i další komorní skladby.
Byla také přesvědčena, že víra v Boha přímo souvisí s tvůrčími schopnostmi člověka. Komponování vždy vnímala jako posvátný akt a výsledné dílo jako svého druhu oběť. Její okouzlující charisma a schopnost poutavě předávat své umělecké a filozofické názory, a to i v rozhovorech či seminářích s interprety, byly jedinečné.
Její díla byla v tehdejším Sovětském svazu zpočátku uváděna jen zřídka, po určitou dobu se živila psaním hudby k filmům. V roce 1975 se podílela na založení skupiny, která hrála improvizované skladby na vzácné ruské a středoasijské nástroje. Na Západě zazněla její tvorba poprvé v roce 1979 v rámci festivalu Begegnung mit der Sowjetunion, což vyústilo v nemilost Svazu skladatelů a zákaz vycestovat, na Západ se podívala poprvé až v roce 1985. Její díla se však začala častěji objevovat v západních koncertních programech již počátkem 80. let 20. století a to hlavně díky energickému úsilí houslisty Gidona Kremera.
V průběhu let na sebe upozornila díky zakázkám od festivalů nové hudby i od institucí, jako je Kongresová knihovna a Mezinárodní Bachova akademie v německém Stuttgartu, či od orchestrů i jednotlivých hudebníků.
Jako mnoho dalších ruských skladatelů se rozhodla emigrovat do Německa a od roku 1992 žila nedaleko Hamburku.
Mezi první Gubajdulinina díla, která se dočkala širokého uznání, patří Offertorium, houslový koncert z roku 1980. K významným dílům z posledních let patří například Svatojánské pašije (2000), Světlo konce pro orchestr (2003), Hostina během moru (2006), In Tempus Praesens (2007), Labyrint (2011), Trojkoncert pro housle, violoncello, bajan a orchestr (2017), skladba zhudebňující texty žalmů a modliteb O lásce a nenávisti (2016, rev. 2018), a Dialog pro housle a orchestr (2018). V roce 2020 měla premiéru její orchestrální skladba Boží hněv (Der Zorn Gottes).
Vyučovala na Akademie der Künste v Berlíně, Freie Akademie der Künste v Hamburku a Královské hudební akademie ve Stockholmu, získala čestné doktoráty Ústřední konzervatoře v Pekingu, Tianjinské hudební konzervatoře a Chicagské univerzity, v roce 1999 byla jmenována členkou řádu „Pour le mérite“ a obdržela řadu dalších ocenění, jako Praemium Imperiale udělované Japonskou uměleckou asociací za hudbu (1998) a dvou prestižních Koussevitzky International Recording Awards (1989, 1993) za novou hudbu. Na Benátském bienále v roce 2013 získala Zlatého lva za celoživotní dílo.
Sofia Gubajdulina zemřela 13. března ve svém domě poblíž Hamburku.
