Sophie Henriette Gertrud Taeuber wird am 19. Januar 1889 in Davos-Platz geboren. Von 1904 bis 1907 besucht sie die Stauffacher-Schule und die Zeichnungsschule des Industrie- und Gewerbemuseums in St. Gallen und beginnt 1910 das Studium an den Lehr- und Versuchsateliers für angewandte und freie Kunst in München, das sie 1914, nach einem Semester an der Kunstgewerbeschule in Hamburg, beendet. 1915 tritt sie dem Schweizerischen Werkbund bei. 1915 lernt sie Hans Arp kennen. Begeistert von ihren Arbeiten ermutigt er sie, sich noch intensiver der Kunst zu widmen. In enger Zusammenarbeit entstehen Collagen, Plastiken, Textilentwürfe. 1916 nimmt Sophie Taeuber bei Rudolf von Laban Unterricht in künstlerischem Ausdruckstanz. Anlässlich der Dada-Soiréen im Cabaret Voltaire und der Galerie-Dada tritt sie als Tänzerin auf und entwickelt später eigene Choreografien. Am 5. Mai 1916 übernimmt sie die Leitung der Textilklasse an der Kunstgewerbeschule in Zürich und tritt 1918 der Künstlervereinigung Das Neue Leben bei. Für die Neufassung des Stücks König Hirsch von Carlo Gozzi entwirft Sophie Taeuber Bühnenbilder und Marionetten. Am 20. Oktober 1922 heiratet sie Hans Arp. 1925 wird sie zum Jurymitglied der Schweizer Sektion der Exposition Internationale des Arts Décoratifs et Industriels in Paris berufen. Ihre Arbeiten werden prämiert und in der Ausstellung International Exhibition of Modern Tapestries in Toledo gezeigt. 1926 werden Sophie Taeuber-Arp und Hans Arp französische Staatsbürger. Durch die Bekanntschaft mit den Gebrüdern Horn erhält Sophie Taeuber-Arp in Straßburg Aufträge zur innenarchitektonischen Gestaltung verschiedener Häuser, darunter der Auftrag zur Neugestaltung der Aubette. Sie bittet Hans Arp und Theo van Doesburg um ihre Mitarbeit bei diesem Großprojekt. In Clamart bei Paris lässt sie nach ihren eigenen Entwürfen ein Atelier- und Wohnhaus bauen. 1929 gibt Sophie Taeuber-Arp ihre Lehrtätigkeit in der Schweiz auf und zieht endgültig nach Frankreich. Mit Marcel-Eugéne Cahen realisiert sie den Umbau und die Neueinrichtung der Pariser Galerie Goemans.

Sophie Taeuber-Arp knüpft in Paris Kontakte zur Künstlergruppe Cercle et Carré und nimmt an deren Ausstellungen teil. 1931 tritt sie der Vereinigung Abstraction-Création bei. Für die Künstlerfreunde Theodor und Woty Werner richtet sie deren Pariser Wohnung ein. 1932 tritt sie aus dem Schweizerischen Werkbund aus. Auf Vermittlung von Jan Brzekowski besucht Sophie Taeuber-Arp das Museum Sztuki in Lodz und es kommt zu einem kreativen Austausch zwischen der polnischen Avantgardegruppe a.r. und der Pariser Vereinigung Abstraction-Création. Sophie Taeuber-Arp ist in mehreren Gruppenausstellungen vertreten, beispielsweise Artistes Suisses in der Galerie Vavin und in der Berner Kunsthalle mit Hans Arp, Kurt Seligmann, Hans Schiess und anderen. 1935 gestaltet sie das Layout für Anatole Jakovskis Buch Hans Erni, Hans Schiess, Kurt Seligmann, S. H. Taeuber-Arp, Gerard Vulliamy. Theodor und Woty Werner vermitteln ihr den Auftrag zur Inneneinrichtung der Berliner Wohnung des Bauhausprofessors Ludwig Hilberseimer. Sie ist in der Ausstellung These, Antithese, Synthese im Kunstmuseum Luzern vertreten und 1936 im Kunsthaus Zürich in der Ausstellung Zeitprobleme in der Schweizer Malerei und Plastik. Zudem nimmt sie an der Konstruktivisten-Ausstellung in der Kunsthalle Basel teil. Gemeinsam mit César Domela, A. E. Gallatin und L. K. Morris gründet Sophie Taeuber-Arp 1937 die internationale Kunstzeitschrift plastique. Im selben Jahr tritt sie der Schweizer Künstlergruppe Allianz bei. 1938 stellt sie in Paris bei der Exposition internationale du Surréalisme und in London in der Exposition of Contemporary Sculpture aus. Sie illustriert den Gedichtband Muscheln und Schirme von Hans Arp. 1941 flieht das Ehepaar Arp vor deutschen Truppen nach Grasse zu Alberto und Susi Magnelli. Dort entstehen in gemeinschaftlicher Arbeit mit Arp, Sonia Delaunay und Magnelli Zeichnungen, die 1950 in einer Auswahl veröffentlicht werden. Im Juni 1941 reisen sie erstmals seit Kriegsbeginn zur Familie von Sophie Taeuber-Arp in die Schweiz. Im November 1942 erhalten sie erneut diese Möglichkeit. Sophie Taeuber-Arp stirbt am 13. Januar 1943 an einer Kohlenmonoxidvergiftung in Zürich.