Era filla de Joaquín Novoa Barros (Vigo, 1870-1952), xerente dunha empresa consignataria e xornalista político do diario local La Lucha, amigo de Pablo Iglesias, con quen encabezara manifestacións en Vigo, e Presidente da Conxunción Republicano-socialista de Vigo; tamén presidira a Sociedade Filarmónica de Vigo; un irmán seu era militante de Izquierda Republicana, logo da Guerra Civil, pasaría un longa estancia no cárcere, con máis de 70 anos de idade. Tamén era amigo do fillo de Concepción Arenal, Fernando García Arenal, enxeñeiro de camiños (traballaba no porto) e profesor en Vigo, familia coa que estaban emparentados, pois un irmán dos Novoa casara cunha neta do citado. Esta relación ía condicionar o futuro dos irmáns Novoa Ortiz, pois, nos seus procesos formativos, accederían aos apéndices institucionistas da súa man.

Fernando G. Arenal fora profesor na ILE, e accionista deste progresista proxecto educativo, tamén colaborou na Comisión de Reformas Sociales. Amigo de Francisco Giner de los Ríos, quen veu varias veces a Vigo, aloxándose na súa casa, Fernando logo propiciou métodos pedagóxicos avanzados na Escola de Artes e Oficios viguesa, onde impartía Mecánica. Tamén formou parte da Comisión Organizadora de Colonias Escolares de Vigo. Logo da morte do mestre, sería un dos integrantes da xunta directiva da Fundación Giner de los Ríos (1915). A súa filla Pilar formou parte da Comisión de Estudios en Galicia, plataforma da JAE en Galicia, desde onde pulou pola construcción dunha residencia feminina para estudiantes, en Santiago. Esta familia, pois, formou parte importante da rede institucionista en Galicia, con influxo fundamental na área de Vigo, da que a familia Novoa Ortiz é o mellor exemplo.

Dous irmáns de Sofía estiveron na Residencia de Estudiantes de Madrid, un dos apéndices institucionistas máis frutíferos, creado pola JAE en 1910. Francisco Novoa Ortiz, que estivo entre 1932 e 1936, estudou Axudante de obras públicas (1908-1995). E Joaquín (Vigo, 1904-1979), que estudaba Ciencias Naturais, aínda que non rematara a carreira, estivo un tempo antes ca o seu irmán; logo dun rico periplo vital, boa parte del no estranxeiro, remataría traballando en Zeltia, en compañía de moitos científicos apartados do seu labor, como Faustino Cordón, que o coñecía dos seus tempos de residente. Ambos irmáns entraran por influencia do citado Fernando García Arenal.

Sofía, que era a máis maior, logo de estudar o bacharelato e de iniciar a carreira musical en Vigo co profesor Capell, marcha a Madrid en 1919, aloxándose na Residencia de Señoritas, supoñemos que, como no caso dos seus irmáns, “avalada” por Fernando García Arenal. Esta pioneira institución feminina (1915), dependente da JAE, e dirixida por María de Maeztu, con quen Sofía trabou unha boa amizade, tamén con algúns desencontros, posibilitou o acceso aos estudos superiores a moitas mulleres da periferia española, pois naquel momento Madrid era o único sitio onde se podía facer o doutoramento, ou especialidades que non había noutras universidades, como a Escola Superior do Maxisterio (1909), Odontoloxía...

Sofía Novoa termina a carreira de solfexo, harmonía e piano en 1925, en Madrid, con premio extraordinario, tendo como profesores a Pilar Fernández de la Mora e a Benito G. De la Parra, director do Real Conservatorio. Logo, por conta da súa familia, se especializaría en técnica pianística e composición musical en Lisboa con Vianna da Motta, da Cerva, Freitas Branco e Rei Colaço, entre 1925 e 1928. Para logo desprazarse a París, á Escola Normal, co fin de recibir clases de técnica e composición con Alfred Cortot e Nadia Boulanger, unha das mellores pedagogas musicais contemporáneas, tamén por conta da familia.

En 1924, solicita unha bolsa á JAE para ir a París, un ano, para estudiar no Conservatorio de París, que non lle foi concedida polo elevado custe das clases, e, fundamentalmente, porque era con destino á formación persoal e artística, sen proxección á docencia. Mais, en 1936, ante unha nova solicitude, esta vez si que a obtería. Eran tres meses para ir a París, Fontainebleau e Xenebra. A diferenza da anterior, na solicitude se significaba o sentido de aplicación dos coñecementos que pretendía: “cursillos de Música esencialmente educativa que sirvan para afirmar su formación en la materia a que se dedica y redunde en positiva eficacia en su función didáctica y metodológica” (en AREM/JAE, exp. persoal nº 106/128).

Intermitentemente, Sofía vai a estar na Residencia de Señoritas ata 1936, dada a ampliación da súa formación musical no estranxeiro, ocupando diferentes funcións, pois foi profesora de Música (rítmica e canto) e de Historia da Música, ás veces alternando co Instituto Escuela, outro apéndice institucionista de certa relevancia onde a tamén galega Maruja Mallo daba clases de Debuxo. Sofía impartiu conferencias e presidiu a xunta directiva da Asociación de Alumnas (1931).

O incremento de alumnas ao longo da súa andaina fará que o “campus institucionista feminino” se amplíe. As beiras do Paseo de la Castellana estaban ocupadas por todas as instalacións promovidas e xurdidas en torno á ILE, partindo da inicial, que estaba na rúa Martínez Campos, de xeito irradiado, promovidas pola JAE. No mesmo barrio, a Residencia de Señoritas ocupaba varios espazos nas rúas: Fortuny, Miguel Ángel e Rafael Calvo. Do outro lado da arteria madrileña, estaban a Residencia masculina e os laboratorios, onde logo, tamén se instalaría o Instituto Escuela. Do fraccionamento obrigado da Residencia de Señoritas, debido á masificación polo éxito acadado da experiencia, xorden grupos. Dun deles, o da rúa Rafael Calvo, a biografada vai ser a responsable, desde 1930 ata a Guerra Civil, en calidade de directora.

Logo de non poder desfrutar a bolsa da JAE que obtivera en 1936, por razóns obvias, e polo compromiso acadado naquela institución progresista, en 1937 Sofía embarca en Lisboa (no transatlántico Vulcania) cara o exilio americano, coma a súa compañeira e amiga María de Maeztu. Á súa chegada aos EEUU matriculouse de Filosofía e Letras na Universidade de Columbia, onde impartían clase moitos profesores españois exiliados, culminando a súa licenciatura nesta especialidade.

Ao pouco tempo comezou a dar clase de español nesta universidade, durante dous anos, para despois asentarse definitivamente no Vassar College (Poughhkeepsie, Estado de New York), onde chegou a ser Professor (Catedrática) e Directora do Departamento de Español, ata a súa xubilación, en 1967. Alí compartiu a docencia do español con actividades musicais e radiofónicas. Tamén impartiu cursos de verán na Universidade de Middlebury (Estado de Vermont). Nos Estados Unidos coincidiría con exiliados de renome como Jorge Guillén, Pedro Salinas, Pilar Madariaga, familia García Lorca e de los Ríos. En 1949, veu a Madrid a ler a súa tese, dirixida por Rafael Lapesa, na Facultade de Filosofía e Letras.

No mesmo ano da súa xubilación veu para España. Aínda que pasaba os veráns en Vigo, asentouse en Madrid, cidade na que vai morrer en 1987. Logo de ser incinerada, as súas cinzas repousan no panteón familiar de Cangas, cumprindo a súa vontade. Unha placa no bosque do Vassar College lembra o seu paso como profesora desta institución.