Nasceu em Lisboa, 1977, mas foi no Alentejo, em Serpa, que cresceu. Por lá andou, ouvindo fados em geral e Amália em particular, até que os seus passos a levaram às Grandes Noites de Fado, na Casa do Povo local. Daí a tornar-se fadista profissional foi um salto.

O Convite para cantar em casas de Fado de Lisboa, surgiu no ano de 1997, pela mão do já falecido Carlos Zel, que Ana Sofia Varela, muito admirava. Entretanto iniciou uma colaboração com o guitarrista Mário Pacheco, com quem realizou diversos espetáculos em Macau, Japão, Itália, e muitos outros lugares.

Em 2002 lança o álbum ASV, pela editora Universal, mas um dos projetos mais importantes da sua carreira foi a participação no CD A Guitarra e Outras Mulheres de António Chaínho, a par de nomes como Marta Dias, Teresa Salgueiro e Filipa Pais. Foi em 1988, onde interpretou o tema Tenho ruas no meu peito. Cruzei-me com ela no final de 2009, no ambiente intimista da Fábrica de Braço Prata, em Lisboa, onde apresentou o seu último trabalho Fados de Amor e Pecado, uma visão contemporânea deste género, também assinado por João Monge (letras) e João Gil (música). Na altura a sua produtora dizia que "Ana canta com amor, ciúme, noites perdidas, gatos pelos telhados, más famas, perdição, uma pesquisa pelas raízes fadistas para trazer de facto algo de novo, ousado e até irreverente".

Ana Sofia Varela é também pintora e gosta de expor os seus trabalhos.