София Ионеску появилась на свет в 1920 году на территории Бухареста в семье банковского служащего и домохозяйки.

В детстве София тесно дружила с Аурелией Думитрой, у которой папа был врачом. Она была частым гостем у них дома и доктор Думитра постоянно делился с девочками медицинскими знаниями и интересными случаями, произошедшими на работе. Эти рассказы постепенно взрастили в Софии любовь к медицине.
Однажды с одним из школьных друзей Софии происходит несчастный случай, из-за которого парню понадобилось делать операцию на головном мозге. Однако молодой человек умер вскоре после проведения операции. Этот случай стал для Софии переломным моментом. Девушка твёрдо решила связать свою жизнь с медициной и благодаря маминой поддержке поступает в медицинскую школу на офтальмолога.
София продолжила своё обучение в Сучаве. Начало работы девушки как хирурга совпало с началом Второй мировой войны. Поскольку все мужчины ушли воевать, София осталась практически единственным специалистом в клинике. Во время военных действий она продолжала проводить операции, ампутировать травмированные органы и начинает проводить операции на головном мозге. Самым первым пациентом, которому потребовалась операция на головном мозге, для Софии стал маленький мальчик. Эта операция прошла в экстренном режиме 1944 года из-за нехватки персонала. К счастью, ребёнок удачно пережил операцию и со временем полностью выздоровел. Таким образом София стала первым среди женщин и мужчин нейрохирургом в мире. Более 45 лет она проработала нейрохирургом в стенах одной единственной клиники.
Интересным случаем в карьере Софии является проведённая ею операция в 1970 году. К ней за помощью обратился шейх Абу-Даби, так как его любимая жена нуждалась в срочной операции. По законам ислама к женщине не имеют права прикасаться другие мужчины. Даже врачи-мужчины не должны проводить медицинские осмотры и операции женщинам. Поэтому шейх Абу-Даби обратился именно к Софии, поскольку она на тот момент была единственным нейрохирургом-женщиной в мире. София смогла благополучно прооперировать жену шейха, в результате чего женщина в скором времени выздоровела. Шейх был настолько благодарен Софии, что подарил ей 2 тысячи долларов и очень дорогое украшение. Все эти деньги София потратила на развитие медицины.
Умерла София Ионеску 21 марта 2008 года в Бухаресте.