Fans der romantischen MTV-Comedy „Faking It“ (2016) werden sich an Sophia Ali als Sabrina erinnern – ihre erste wiederkehrende Serienrolle. Seitdem war sie in Formaten wie „The Mindy Project“ (2017), „Grey’s Anatomy: The Webisodes“ (2018) und „Famous in Love“ (2018) zu sehen. Als Dr. Dahlia Qadri trat sie über mehrere Staffeln hinweg in „Grey’s Anatomy“ (2017–2019) auf, bevor sie in Filmen wie „India Sweets and Spices“ (2021) und – an der Seite von Tom Holland – in „Uncharted“ (2022) mitspielte. In der Amazon-Original-Serie „The Wilds“ (2020–2022) übernahm sie eine der Hauptrollen, bevor sie 2024 in „Chicago Med“ als Dr. Zola Ahmad zu sehen war. Ali spielt außerdem die Hauptrolle in „Find Your Friends“ (2025) und steht in „Easy’s Waltz“ (2025) gemeinsam mit Vince Vaughn und Kate Mara vor der Kamera.