Sofía Martínez Villar nace en Tordesillas (Valladolid). Es Licenciada en Historia y Ciencias de la Música por la Universidad de Valladolid y posee el Título Superior de Flauta travesera por el Conservatorio Superior de Música de Salamanca. Ha participado en cursos internacionales de técnica e interpretación de la flauta travesera con M.ª Antonia Rodríguez, Maxence Larrieu, Jaime Martín, István Matuz y Vicenç Prats, perfeccionándose durante cuatro años con Magdalena Martínez.
Ha frecuentado cursos de especialización musicológica con Charles Rosen, Alberto Basso, Joel Lester y Walter Levin y ha profundizado sus conocimientos de Ear Training y Análisis musical con Jan LaRue y Raymond Murray Schafer en los cursos de la Royal Academy of Music de Londres. Entre 2001 y 2002 realiza un postgrado de Educación Auditiva con los profesores Joost Langeveld y Roy Bennet en la Holloway University.
En la actualidad es profesora de Percepción Auditiva y Repertorio Instrumental Específico de flauta travesera en la Escola Superior de Música de Catalunya y escribe su tesis doctoral sobre historia y análisis del repertorio para flauta sola del Barroco al siglo XX en colaboración con la Universidad de Barcelona y el Royal College of Music de Londres.