Μετά τις εγκύκλιες σπουδές της αναγκάστηκε λόγω φτώχειας να δουλεύει για να βοηθήσει την οικογένειά της. Έτσι ξεκίνησε να δουλεύει ταμίας στο κατάστημα «Φλωρία» του Βόλου και παράλληλα επειδή της άρεσε η μουσική άρχισε να ασχολείται με την κιθάρα.
Η καλλιτεχνική της πορεία ξεκίνησε τυχαία το 1930, από τη Θεσσαλονίκη που πήγε για να βρει τον αδελφό της Τζώρτζη που σπούδαζε. Εκεί την άκουσε ο Κωνσταντίνος Τσίμπας, καλλιτεχνικός διευθυντής και ο μεγαλύτερος ιμπρεσάριος της Θεσσαλονίκης που, ακούγοντάς την, ενθουσιάστηκε και την πρότεινε να δουλέψει στο μεγάλο κοσμικό κέντρο της πόλης ΑΣΤΟΡΙΑ.
Μέσα σε μικρό διάστημα η φήμη της απλώθηκε και της ήρθε πρόταση να κατέβει στην Αθήνα και να εμφανιστεί στο θέατρο «Κεντρικόν» του Φώτη Σαμαρτζή στην επιθεώρηση «Παπαγάλος 1933». Την ίδια περίοδο υπέγραψε και το πρώτο της συμβόλαιο στη δισκογραφική εταιρία Columbia, ερμηνεύοντας ερωτικά τραγούδια της εποχής και λόγω της ιδιαίτερης μπάσας φωνής της η καταξίωση δεν άργησε να έρθει.
Προπολεμικά έκανε πολλές και μεγάλες επιτυχίες στο ελαφρολαϊκό τραγούδι όπως: «Πόσο λυπάμαι», «Συγνώμη σου ζητώ συγχώρεσέ με», «Κάτι με τραβά κοντά σου», «Ζεχρά», «κλαις» κλπ.. Οι επιτυχίες συνεχίστηκαν και μετά την απελευθέρωση της χώρας και τι να πρωτοαναφέρεις.
Η έκρηξη στην καριέρα της ήρθε με την κήρυξη του πολέμου στις 28 Οκτωβρίου 1940.
Ανέλαβε την εμψύχωση των ελλήνων στρατιωτών στο μέτωπο με πατριωτικά και σατυρικά τραγούδια, ενώ πρωταγωνίστησε σε επιθεωρήσεις που προσάρμοζαν το θέμα τους στην πολεμική επικαιρότητα. Όταν τα ναζιστικά στρατεύματα εισήλθαν στην Αθήνα φυγαδεύτηκε στη Μέση Ανατολή μεταμφιεσμένη σε καλόγρια, όπου συνέχιζε να τραγουδά για τα εκεί ελληνικά και συμμαχικά στρατεύματα. Έγινε σύμβολο του έθνους, ταύτισε το όνομά της με το αλβανικό έπος και χαρακτηρίστηκε «Τραγουδίστρια της Νίκης». Το 1940 ήταν η δεκαετία που η Σοφία πήρε ενεργά μέρος στις πολιτικές εξελίξεις της Ελλάδας και έγινε σύμβολο σφραγίζοντας με τη φωνή της την αντίσταση ενάντια στον κατακτητή. Έγινε μούσα των στρατιωτών, τραγουδίστρια όλων των Ελλήνων «τραγουδίστρια της Νίκης».... Έτσι προέκυψε το θρυλικό «Κορόιδο Μουσολίνι» ή «Με το χαμόγελο στα χείλη».... «Βάζει ο Ντούτσε τη στολή του», ... «Στον πόλεμο βγαίνει ο Ιταλός» ... «Παιδιά της Ελλάδος παιδιά»…κλπ.
Ένας Ιταλός χτύπησε με σιδερογροθιά τη Βέμπο στο πρόσωπο για να παραμορφώσει το όμορφό της πρόσωπο και να μην εμφανίζεται. «Τότε, θα τραγουδάω στο ραδιόφωνο», τον αποστόμωσε!...
Το 1949 απέκτησε δική της θεατρική στέγη στο Μεταξουργείο, το Θέατρο Βέμπο. Σε μια εποχή που θέατρα έκλειναν και μετατρέπονταν σε κινηματογράφους, η Βέμπο επανέφερε την επιθεώρηση, ανεβάζοντας έργα που διατήρησαν ζωντανή την παράδοση της λαϊκής σάτιρας και καθιέρωσαν τους μεγάλους κωμικούς μας. Ταυτόχρονα, έβαλε τα θεμέλια μιας καινούριας εποχής για το ελληνικό τραγούδι, λανσάροντας το «αρχοντορεμπέτικο».
Το 1959 πρωταγωνιστεί στην κινηματογραφική ταινία «Στουρνάρα 288», όπου υποδύεται μια διάσημη τραγουδίστρια που ξεχάστηκε από τους θαυμαστές της κι εργαζόταν ως καθηγήτρια πιάνου. Είχε προηγηθεί η συμμετοχή της το 1955 στην κλασσική «Στέλλα» και το 1938 στην «Προσφυγοπούλα», όπου είχε κάνει και το ντεμπούτο της στη μεγάλη οθόνη.
Όλα αυτά τα χρόνια, η Σοφία Βέμπο διατηρούσε δεσμό με τον συγγραφέα και στιχουργό Μίμη Τραϊφόρο, με τον οποίο παντρεύτηκε τελικά το 1957. Δεν τους χώρισε παρά μόνο ο θάνατος.
Στα μέσα της δεκαετίας του '60 άρχισε να αραιώνει τις θεατρικές εμφανίσεις της και στις αρχές της επόμενης δεκαετίας αποσύρθηκε οριστικά. Βαθειά αντιφασίστρια και δημοκρατική, την περίοδο 1967-1974 συμμετείχε στον αντιδικτατορικό αγώνα. Τη βραδιά του «Πολυτεχνείου» άνοιξε το σπίτι της κι έκρυψε φοιτητές στο σπίτι της που ήταν απέναντι από το Πολυτεχνείο, τους οποίους αρνήθηκε να παραδώσει όταν η ασφάλεια χτύπησε την πόρτα της.
Η Σοφία Βέμπο πέθανε στις 11 Μαρτίου του 1978 από βαρύ αγγειακό εγκεφαλικό επεισόδιο, σε ηλικία 68 ετών και η κηδεία της μετατράπηκε σ' ένα πάνδημο συλλαλητήριο.
28-10-1948