Nasceu em Lisboa, onde viveu até aos sete anos de idade. Mudou-se depois com a família para a aldeia de Lameira D’Ordem, no concelho de Proença-a-Nova, onde frequentou o ensino básico e secundário. Regressou posteriormente a Lisboa para prosseguir estudos no Ensino Superior. Concluída a licenciatura, decidiu regressar à Beira Baixa — território que escolheu para viver e desenvolver a sua carreira profissional. Reside em Castelo Branco, é casada e mãe de duas filhas.
Licenciada em Engenharia Química pelo Instituto Superior Técnico, Sónia Mexia complementou a sua formação com uma Pós-graduação em Tecnologias e Gestão da Água e frequentou o Programa Avançado de Energias Renováveis no Setor da Água, concluído em 2022.
Iniciou o seu percurso profissional em 1999, num laboratório de análises de água e efluentes. Entre 2001 e 2007, integrou a empresa Águas do Centro (Grupo Águas de Portugal), onde desempenhou funções na área da operação de sistemas de tratamento e adução de água e de tratamento de águas residuais. Em 2007, assumiu a função de Responsável de Exploração de Abastecimento e Saneamento, sendo nomeada Diretora de Operação em 2008, cargo que exerceu até junho de 2015.
A partir de julho de 2015, na empresa Águas do Vale do Tejo, desempenhou o cargo de Coordenadora Regional de Operações de Abastecimento de Água e Águas Residuais na Região das Beiras, abrangendo 33 municípios.
Desde agosto de 2022, é Administradora-Delegada dos Serviços Municipalizados de Castelo Branco, onde dirige e coordena as atividades operacionais e estratégicas nas áreas do abastecimento de água, saneamento e gestão de resíduos urbanos.
Desde 2024, integra também o Conselho Diretivo da Associação Portuguesa de Distribuição e Drenagem de Águas (APDA).
É militante do Partido Socialista e acredita que a política autárquica deve ser uma verdadeira expressão de serviço público, centrada nas pessoas e nas suas necessidades. Defende uma ação política de proximidade, assente em princípios de transparência, seriedade e rigor, orientada para a melhoria contínua da qualidade de vida da comunidade e para o desenvolvimento sustentável do concelho de Castelo Branco.