Sonja Haraldsen naît le à Oslo. Elle est la fille de Karl August Haraldsen (1889-1959) et de Dagny Ulrichsen (1898-1994).
Elle a deux frères : Haakon (1921-2016) et Karl Herman (1930-1936), ainsi qu'une sœur : Gry (1924-1970)[1].
Rencontre et mariage avec le futur roi de Norvège
Elle fréquente le prince héritier de Norvège Harald pendant neuf ans. Il est le fils du roi Olav V et de feue la princesse héritière Märtha. La relation est tenue secrète à cause du statut roturier de Sonja. Ils se fiancent en . Le prince héritier Harald menace de renoncer au trône si on n’autorise pas son union avec Sonja. Le mariage est ainsi célébré le à Oslo. Le roi Olav étant veuf, la princesse Sonja tient dès 1968, en l'absence d'une reine, le rôle de « Première dame » de Norvège.
Après une fausse couche en 1970[2], le roi et la reine ont deux enfants :
En 1982, elle reçoit le Nansen Refugee Award. Elle est vice-présidente de la Croix-Rouge norvégienne de 1987 à 1990. Elle a constitué une remarquable collection privée d’œuvres d’art contemporaines.
Au décès de son beau-père, le roi Olav V de Norvège, le , le prince héritier devient le nouveau souverain sous le nom de Harald V, et Sonja reine consort de Norvège.