Країною в цей час правив її дід Адольф I. Після його смерті у 1905 році батько Софії успадкував люксембурзький трон. Не маючи синів, він умовив парламент країни змінити закон про право престолонаслідування. Його не стало у лютому 1912 року, після чого великою герцогинею стала старша сестра Софії — Марія-Аделаїда. У 1919 році вона зреклася престолу на користь іншої сестри — Шарлотти.
У квітні 1921 року в замку Гогенберг відбулися два весілля люксембурзьких принцес із німецькими принцами: 7 квітня Антуанетта вийшла заміж за кронпринца Баварії Рупрехта, а за п'ять днів Софія пошлюбилася із принцом Саксонії Ернстом Генріхом. На момент вінчання Софії виповнилося 19 років, наречений був на п'ять років старшим від неї. Ернст Генріх був ветераном Першої світової війни, товаришував з Рупрехтом та був молодшим сином останнього короля Саксонії Фрідріха Августа III. Шлюб виявився щасливим. Пара мала трьох синів:
Дедо (1922—2009) — одруженим не був, дітей не мав;
Тімо (1923—1982) — був тричі одруженим, мав трьох дітей;
Геро (1925—2003) — одруженим не був, дітей не мав.
Чоловік Софії виконував функцію адміністративного керівництва асоціацією Дома Веттінів, також був пристрасним поціновувачем мистецтва. Разом вони здійснили кілька поїздок до Єгипту. Часто навідували велику герцогиню Шарлотту в Люксембурзі, де збиралася уся сім'я.
Родинне життя тривало у теплій та дружній обстановці аж до передчасної смерті Софії навесні 1941 року від пневмонії. Принцесу поховали у новій крипті Гофкірхе у Дрездені[4].
За шість років Ернст Генріх узяв морганатичний шлюб з акторкою Вірджинією Дюлон.
Титули
14 лютого 1902 —12 квітня 1921 — Її Великогерцогська Високість Принцеса Софія Люксембурзька;
12 квітня 1921 —24 травня 1941 — Її Королівська Високість Принцеса Софія Саксонська.