Sophie Letourneur est née en 1978.
Après des études à l'école Duperré puis à l'École nationale supérieure des arts décoratifs — où elle signe trois films —, elle réalise des vidéos expérimentales, installations, documentaires, ainsi qu'un court métrage en super 8.
Elle parvient à tourner son premier long métrage au cours de l'année 2008 bien que l'avance sur recettes du CNC lui soit refusée à deux reprises.
En 2011, elle présente Le Marin masqué au festival de Locarno et elle tourne Les Coquillettes. La même année, le festival international du film Entrevues à Belfort lui décerne le prix Eurock One+One pour l'esprit musical de son film Le Marin masqué. La Vie au ranch avait déjà remporté le prix du public et le prix du film français au festival du film de Belfort - Entrevues en 2009.