Софья Львовна Перовская родилась (1) 13 сентября 1853 года в Санкт-Петербурге, в аристократической и состоятельной семье. В 1869 году она поступила на Аларчинские женские курсы, дававшие образование в объеме мужской гимназии. В 1870 году ушла из дома, порвав с самодуром-отцом.
В 1871 году Перовская стала одним из организаторов кружка «чайковцев», участвовала во «хождении в народ» в Самарской и Тверской губерниях, в Петербурге содержала конспиративную квартиру. В 1874 году при разгроме кружка Софья была арестована, но после недолгого пребывания в Петропавловской крепости отпущена к отцу на поруки.
В 1877 году была вновь арестована и судима по «Процессу 193-х», оправдана, но отправлена в административную ссылку в Олонецкую губернию. По дороге бежала и перешла на нелегальное положение.
Являясь членом «Земли и воли», Перовская участвовала в 1879 году в Воронежском съезде, где произошел раскол партии. Вошла в Исполнительный комитет «Народной воли» и деятельно участвовала в двух неудавшихся покушениях на Александра II в 1879 и 1880 годах. В 1881 году, после неожиданного ареста И. Желябова, возглавила группу, в конце концов, совершившую убийство императора.
После этого покушения власти действовали очень быстро - за несколько дней силами полиции петербургское ядро «Народной воли» было разгромлено, многие деятели революционного подполья арестованы. Бежать из Петербурга смогли лишь немногие участники тех событий.
По приговору суда (3) 15 апреля 1881 года на плацу Семеновского полка в Петербурге Софья Львовна Перовская была повешена наряду с другими первомартовцами. Перовская стала первой женщиной в России, казненной по политическому процессу.