На счету Софьи более 70 работ в фильмах и сериалах. Известность в России она получила благодаря участию в проектах «Последний министр», «Бывшие», «Медиатор», «1703», «Дети перемен» и других. За последние годы Лебедева стала одной из самых востребованных актрис своего поколения, чья карьера активно развивается как в России, так и за её пределами. Международному зрителю Софья знакома по британскому сериалу «МакМафия», где она снялась вместе с Джеймсом Нортоном. В 2019 году проект был удостоен престижной телевизионной премии «Эмми». Большую международную известность ей принесли съёмки в фильме «Тетрис» с Тэроном Эджертоном и сериале Netflix «Викинги: Вальхалла».