Софья Юнкер-Крамская родилась 2 сентября (21 августа по старому стилю) 1867 года в Выползово Переславского уезда Владимирской губернии, в имении друга и земляка Крамского М.Б. Тулинова. Софья училась в обычной гимназии, но творческая атмосфера, существовавшая в родном доме, рано определила её интерес к живописи. Её отец, Иван Крамской, поддерживал её и старался развить в ней художественные навыки, став первым учителем дочери. В 1884 году вместе с ним Софья путешествовала по югу Франции, где увлеклась написанием живописных этюдов.
После смерти отца в 1887 году Софья брала уроки рисования и живописи у А.Д. Литовченко, А.П. Соколова и А.И. Куинджи. В начале 1890-х годов она посещала частную живописную школу в Париже, где её опекал скульптор М.М. Антокольский.
В 1890–1900-е годах Софья исполнила серию акварельных портретов императрицы Александры Федоровны, цесаревича Алексея, великих князей и княжон. Она пробовала силы в разных видах и жанрах искусства: выступала как портретист (часто писала по фотографиям), работала в бытовом жанре (отдавала предпочтение сюжетам мелодраматического свойства), писала натюрморты. В 1910-е годы Софья увлеклась миниатюрой. В 1899 году она участвовала в иллюстрировании юбилейного издания к 100-летию А.С. Пушкина. В 1901 году Софья вышла замуж за юриста Германа Фёдоровича Юнкера. После замужества подписывала работы двойной фамилией: Крамская-Юнкер или Юнкер-Крамская. Супруги прожили вместе 15 лет, детей у них не было. В 1916 году Герман Юнкер скончался.
После Октябрьской революции 1917 года Софья Ивановна работала в художественно–репродукционной мастерской при издательстве «Главнаука» (1918–1930), художником в Музее антропологии и этнографии (1925–1930), занималась устройством Антирелигиозного музея в Зимнем дворце, иллюстрировала «Историю религий» для издательства «Атеист» в Москве. Софья устраивала на работу «бывших» дворян, «смолянок» и офицеров царской армии, доставала им переводы для заработка. В результате, она была арестована 25 декабря 1930 года – обвинялась по статье 58-II УК РСФСР за контрреволюционную пропаганду и создание «контрреволюционной группировки из бывшей знати, ставившей себе целью проведение своих людей в разные советские учреждения на службу для собирания сведений о настроениях…». По приговору 11 апреля 1931 года она была приговорена к ссылке в Восточную Сибирь сроком на три года. 27 апреля Юнкер-Крамская должна была отправиться с этапом в Иркутск, но 28 апреля с диагнозом «тяжёлая форма паралича» была помещена в больницу при изоляторе тюрьмы. В мае 1931 года Юнкер-Крамская всё же оказалась в Иркутске, через три недели она была переведена в Канск, через месяц – в Красноярск. Несмотря на тяжёлую болезнь она продолжала работать. В Иркутске Софья иллюстрировала учебники и колхозные журналы, в Канске работала как фотограф и ретушёр в местной газете. Второй ударс ней случился в Красноярске. У неё отнялась левая часть тела и 15 октября 1931 года из красноярской больницы она написала письмо Екатерине Павловне Пешковой, оказывавшей помощь многим политзаключенным, с просьбой оставить её в Красноярске до поправки здоровья, а затем предоставить ей работу. В связи с неизлечимой болезнью (заболеванием центральной нервной системы – гемипарез на почве сосудов головного мозга), а также в связи с тем, что ссыльная «не представляет… социальной опасности» дело С.И. Юнкер-Крамской было пересмотрено и 25 марта 1932 года она вернулась в Ленинград.
С 1888 года Софья Юнкер-Крамская регулярно представляла свои работы на выставках Академии художеств, Общества русских акварелистов, Санкт–Петербургского общества художников, Первого дамского художественного кружка, Выставке во Франции (начало 1890‑х годов), Всемирной Колумбийской выставке в Чикаго (1893), Всероссийской промышленно–художественной выставке в Нижнем Новгороде (1896), в Острогожске,
Работы Софьи Юнкер-Крамской находятся в Государственной Третьяковской галерее, Острогожском историко-художественном музее им. И.Н. Крамского, Институте русской литературы. Многие её работы, находившиеся в частных собраниях или усадьбах, были утрачены в период революции, часть погибла при пожаре в Острогожском музее в 1942 году. Судьба некоторых произведений остаётся неизвестной.
Софья Юнкер-Крамская скончалась в 1933 году. Реабилитирована 28 сентября 1989.
