Актрисата започва кариерата си като модел и става популярна в Южна Америка, след като участва в реклама на Pepsi. Като актриса Вергара най-често играе поддържащи роли в комедии и приключенски филми. Но благодарение на тях успя да получи цели четири номинации за Златен глобус. Един от най-успешните телевизионни проекти, в които участва, е комедията „Модерно семейство“ (2009 г.), като в продължение на няколко години София е и най-високо платената актриса в американската телевизия.