Après ses études au Conservatoire de Lille (classes de Eric Pauwels et Marc Lys), puis à la Hochschule für Musik de Cologne (classe de Florence Millet), elle rejoint, de 2005 à 2010, la State University of New York, Stony Brook où elle étudie le piano avec Gilbert Kalish et la musique de chambre avec le Quatuor Emerson. Après l’obtention de son doctorat en interprétation, elle est boursière de l’Académie de l’Ensemble Modern à Francfort. Son intérêt pour la musique contemporaine l’amènera depuis à collaborer avec les compositeurs Thomas Adès, Luciano Francesconi, Martin Matalon, Johannes Maria Staud, David Rakowski et à participer à la création de leurs œuvres.

Passionnée de musique de chambre, Sophie Patey a partagé la scène avec des musiciens tels que Colin Carr, Barry Shiffman, Suzie LeBlanc, avec les membres du Metropolitan Opera, du Royal Concertgebouw Orchestra, du Mahler Chamber Orchestra,  du Frankfurter Opern- und Museumorchester, du Hessische Rundfunk Orchester, du Saint Lawrence String Quartet, le Münchener Kammerorchester et avec les Stony Brook Contemporary Chamber Players à New York, dont elle fut membre pendant plusieurs années. En tant que chambriste et musicienne d’orchestre, elle a joué à la Philharmonie de Berlin, l'Opéra de Francfort, la Laieszhalle de Hambourg, la Philharmonie de Essen, l’Abbaye de Royaumont, le Festival Présences d’Aix-en-Provence, International Musikinstitut Darmstadt, le Gasteig et le Prinzregenten Theater de Munich.

En tant qu’accompagnatrice et coach, elle a travaillé à la Juilliard School of Music, l’Universität der Künste Berlin, et à la la State University of New York, Stony Brook où elle a aussi enseigné le piano et la musique de chambre. Son expérience a été reconnue pour enseigner dans les écoles supérieures en France (Certificat d’Aptitude) et en Belgique. Elle est actuellement accompagnatrice au Conservatoire National Supérieur de Musique et de Danse de Paris, au Concours International de l’ARD à Munich, professeur de piano au Conservatoire de Saint-Cloud et prépare des musiciens professionnels et étudiants pour des enregistrements, concerts et concours internationaux.