Sofía Adelaida fue la primera hija del duque Carlos Teodoro en Baviera y su segunda esposa, María José de Braganza, infanta de Portugal.
Su tía paterna fue la emperatriz Isabel de Austria, "Sisi".
Su media hermana Amalia nació de este matrimonio.
También tenía dos hermanos menores, Luis Guillermo y Francisco José.
Su padre, que ejercía como oftalmólogo, también promovió sus habilidades musicales y artísticas.