Софи́я Миха́йловна Рота́ру родилась 7 августа 1947 года в cеле Маршинцы, Новоселицкий район, Черновицкая область, Украинская ССР.Её первым учителем был отец Михаил Фёдорович Ротару , который в молодости очень любил петь, обладал абсолютным музыкальным слухом и красивым голосом.
В школе София училась игре на домре и баяне, участвовала в художественной самодеятельности, выступала с концертами в окрестных сёлах.
Первый успех пришёл к Софии Ротару в 1962 году. Победа в районном конкурсе художественной самодеятельности открыла ей дорогу на областной смотр. За её голос земляки одарили Софию званием «Буковинский соловей». В следующем, 1963 году, в Черновцах, на областном смотре художественной самодеятельности, она также завоевала диплом первой степени.
Как победительницу, её направили в Киев для участия в Республиканском Фестивале народных талантов (1964). В столице Украинской ССР Ротару вновь была первой.
После победы на республиканском конкурсе и окончания школы в 1964 году София поступила на дирижёрско-хоровое отделение (так как вокального факультета не было) Черновицкого музыкального училища. В 1964 году София впервые спела на сцене Кремлёвского дворца съездов.
В 1968 году, по окончании Черновицкого музыкального училища, Ротару была делегирована в составе творческой группы в Болгарию на IX Всемирный фестиваль молодёжи и студентов, где она завоевала золотую медаль и первую премию в конкурсе исполнителей народных песен.
В 1971 году на «Укртелефильме» режиссёр Роман Алексеев снял музыкальный фильм «Червона рута». София Ротару стала главной героиней фильма.
В 1973 году на Солнечном берегу (Болгария) состоялся конкурс «Золотой Орфей». Ротару получила на нём первую премию, исполнив «Мой город» Евгения Доги и песню на болгарском языке «Птица» 1973 год принёс ей и звание заслуженной артистки УССР. Песни в исполнении Софии Ротару постоянно становились лауреатами «Песни года».
В 1974 году София Ротару, как хоровой дирижёр, окончила Государственный институт искусств им. Г.Музическу (ныне Академия музыки, театра и изобразительных искусств) в Кишинёве. В этом же году стала лауреатом Международного фестиваля песни в Сопоте, где исполнила «Воспоминание» Бориса Рычкова и «Водограй» Владимира Ивасюка. За исполнение польской песни из репертуара Халины Фронцковяк «Кто-то» (русский текст А. Д. Дементьева) певица получила вторую премию.
В 1975 году София Ротару вместе с ансамблем «Червона рута» переехала в Ялту.
В 1976 году София Ротару стала Народной артисткой Украинской ССР и лауреатом премии ЛКСМУ им. Н.Островского. С этого же года певица является постоянной участницей Новогодних Голубых огоньков, исполнив на «Голубом огоньке» 1975/76 года песню А.Изотова и С.Гершановой «Зима».
В 1976 году мюнхенская фирма «Ariola-Eurodisc GmbH» (Sony BMG Music Entertainment) пригласила Софию Ротару, единственную певицу из СССР, для записи миньона из двух немецких песен.
В конце 1970-х прошли оглушительные гастроли в Европе: Югославия, Румыния, ГДР, ФРГ, Западный Берлин. Только осенью 1979 года София Ротару дала более 20 концертов в Мюнхене и других городах.
В 1980 году София Ротару выиграла первую премию на международном конкурсе в Токио за исполнение югославской песни «Обещание» и была награждена орденом «Знак Почёта».
В 1983 году Софии Ротару получила звание Народной артистки Молдавской ССР.
В 1985 году София Ротару получила приз «Золотой диск» Всесоюзной фирмы «Мелодия» за альбомы «София Ротару» и «Нежная мелодия». В этом же году София Ротару была награждена орденом Дружбы народов.
11 мая 1988 года Софии Ротару за большие заслуги в развитии советского музыкального искусства присвоили звание Народной артистки СССР, первой из современных поп-певиц.