I fan della serie romcom di MTV “Faking It - Più che amiche” (2016) ricorderanno il primo ruolo ricorrente di Sophia Ali come Sabrina. Da allora, ha continuato recitando in serie come “The Mindy Project” (2017), “Grey’s Anatomy: The Webisodes” (2018) e “Famous in Love” (2018). Ha ripreso il ruolo della Dr. Dahlia Qadri per “Grey’s Anatomy” (2017–2019), prima di continuare recitando in film come “Dolci e spezie dall'India” (2021) e “Uncharted” (2022) con Tom Holland. Ha avuto un ruolo principale nella serie Amazon Original “The Wilds” (2020–2022), prima della parte della Dr. Zola in “Chicago Med” (2024). Ali ha un ruolo principale nel film “Find Your Friends” (2025) e recita con Al Pacino e Kate Mara in “Easy’s Waltz” (2025).