Sofía Vladimirovna Vassilieva (en cirílico: Софья Владимировна Васильева; Sof'ya Vladimirovna Vasil'yeva; Mineápolis, Minnesota, 22 de octubre de 1992) es una actriz estadounidense. Es conocida por su papel de Ariel Dubois en la serie de televisión Médium y por el personaje de Katherine "Kate" Fitzgerald en la adaptación en cine del libro My Sister's Keeper de Jodi Picoult.
Vassilieva nació en Minneapolis, Minnesota y es hija de los inmigrantes rusos, Larissa Vassilieva, bióloga, y Vladimir Vassiliev, físico. A la edad de siete años, fue descubierta en el evento de la "Asociación Internacional de Modelos y Talentos" (IMTA) en Nueva York, donde ganó el título de Actriz Infantil y el de primera suplente en la categoría de Modelo Infantil del Año 2000. En menos de un año, obtuvo el papel de Elena, la nieta de un ex general ruso, en el episodio "Plazo" de la serie de televisión The Agency (2001-2003) de CBS.