Народилася Софія Федорівна 18 лютого 1856 року в аристократичній родині Ліндфорсів у маєтку, що знаходився в селі Олешня Городнянського повіту Чернігівської губернії (зараз це Добрянська територіальна громада Чернігівського р-ну). Батько Софії, Федір Федорович Ліндфорс, походив з роду ліфляндських дворян, був палким російським патріотом і дослужився в царській армії до чину генерала. Одружившись на дочці генерал-губернатора Омська, у якого служив ад'ютантом, полковник Ф. Ліндфорс згодом разом із родиною переїхав із Сибіру на Чернігівщину, до села Олешня. Мати, Ганна Олександрівна Жерве, належала до родини обрусілих французьких протестантів-гугенотів, які перебралися до російської імперії у середині ХVІІІ століття.
  Значний вплив на Софію мала її нянька, проста селянка, що займалася вихованням дівчинки після смерті матері. Сама Софія з дитинства спілкувалася із селянськими дітьми.
  Початкову освіту Софія Ліндфорс здобула вдома. Закінчила Фундуклеївську гімназію у Києві.
  У 1871 році Софія Ліндфорс у свої п'ятнадцять років разом із старшою сестрою відкрила в Києві перший україномовний дитячий садок. Сестри Лінфордс займалися і позашкільною освітою для дорослих, дозволяли використовувати приміщення дитячого садка у вечірні години для репетицій п'єс.
  У 1874 році вийшла заміж за статистика та етнографа Олександра Русова і стала його помічницею в усіх справах. Родина часто переїжджала, чому сприяла робота чоловіка, тож Русови встигли пожити в Чернігові, Ніжині, Херсоні, Одесі, Полтаві, Харкові, Києві. Софія Федорівна всюди активно долучалася до роботи місцевих громад, просвіт, до створення дитячих садків, до підготовки вистав, лекторіїв. Царський уряд прискіпливо стежив за розгортанням національно-визвольного руху в Україні. Після розгрому Кирило-Мефодіївського братства за членами усіх об'єднань української інтелігенції встановлюється "негласный надзор". Не оминула ця чаша і родину Русових. Протягом 1880–1905 років Софію Федорівну заарештовували п'ять разів.
  Революція 1905 року дає С. Русовій надію на визволення України з-під гніту царської імперії. Вона працює в комісії, створеній Академією наук для визнання української мови, з її ініціативи був скликаний з'їзд народів російської держави, на якому порушувалось питання про надання повної автономії кожному народу в економічному і культурному житті, утворення шкіл для всіх народів з рідною мовою навчання, бере активну участь у Всеросійському з'їзді вчителів (1905 р.).
  Статтею "Хроніка національної школи" у 1907 р. у журналі "Русская школа" С. Русова відкриває низку публікацій, присвячених аналізу проблем національної школи різних народностей росії, зокрема, білорусів, українців, бурятів, вояків, калмиків, мордвинів, чувашів, євреїв, якутів, татар, чемерисів. У своїх статтях С. Русова розкриває шовіністичну русифікаторську політику царату в галузі народної освіти.
  Після повернення до Києва у 1909 р. С. Русова працює викладачем педагогіки у Фребелівському жіночому інститут, який готував працівників дошкільних закладів та викладає французьку мову. Стрижневою ідеєю, що проймає всі педагогічні пошуки С. Русової, є створення національної системи освіти. Як педагог-філософ і педагог-практик вона глибоко усвідомлювала, що школа й виховання мають функціонувати у повній відповідності з особливостями й потребами своєї країни, нації.
  Одним із головних завдань нової школи, на думку С. Русової, є збудження, виявлення і розвиток самостійних творчих сил дитини, її творчого мислення. Як і більшість прогресивних вітчизняних і зарубіжних педагогів кінця ХІХ–початку ХХ століття вона різко критикувала існуючу школу за придушення волі та активності дитини, пасивне слухання та тривале сидіння за партою, підкреслюючи, що така організація навчання не відповідає природі дитини.
  Після остаточного приходу до влади більшовицького уряду С. Ф. Русова зневірилась у можливості національного відродження України, зазнала переслідувань з боку нової влади і змушена була емігрувати до Чехословаччини, яка на той час стала осередком української культурної еміграції.
  Померла Софія Федорівна Русова 5 лютого 1940 р. у Празі, де й похована.