Sónia Fraga licenciou-se em Biologia pela Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP) e obteve o grau de Doutor em Biologia Humana pela Faculdade de Medicina da Universidade do Porto (FMUP).
Em 2015, ingressou no Instituto Nacional de Saúde Doutor Ricardo Jorge, onde é atualmente Investigadora Auxiliar do Departamento de Saúde Ambiental. É Professora Auxiliar Convidada da FMUP.
Os seus principais interesses de investigação centram-se nos perigos e riscos que as substâncias químicas e materiais emergentes, incluindo os nanomateriais, representam para a saúde humana e ambiente. Neste domínio, já participou ativamente em mais de dez projetos nacionais e internacionais, nomeadamente nos projetos FP7 ERA-NET SIINN CERASAFE e NanoToxClass, MAGICOAT, NanoLegaTox e NanoBioBarriers (Investigadora Principal).
É coordenadora do grupo Substâncias Químicas e Materiais Avançados: Segurança e Saúde do Laboratório para a Investigação Integrativa e Translacional em Saúde Populacional (ITR).