Absolwentka prawa na uniwersytecie w Nowym Jorku, początkowo odbywała praktyki w wyuczonym zawodzie. Później Sonya pracowała jako redaktor w gazecie i rozpoczęła karierę pisarki, tworząc krótkie opowiadania. Kiedy stały się one obiektem zainteresowania Hollywood, Levien została autorką scenariuszy. Pracowała dla różnych wytwórni - RKO, Warner Bros., 20th Century Fox, ale przede wszystkim - dla MGM. Przez ponad 40 lat bycia w branży pracowała przy 73 filmach. Za "Przerwaną melodię" z 1955 roku przyznano jej Oscara za najlepszy oryginalny scenariusz.

Urodzona w Rosji, zmarła w Hollywood. Była żoną Carla Hoveya, miała córkę Tamarę i syna Serge'a.