Первая книжка – сказка в стихах «Кто лучше?» вышла в Детгизе в 1957 году. С тех пор она написала более тридцати книг, и продолжает писать всё новые. Сказки Прокофьевой переведены более чем на двадцать языков.

Софья Прокофьева много работала и для театра. В соавторстве с Генрихом Сапгиром были написаны пьесы: «Кот в сапогах», «Василиса Прекрасная», а с Ириной Токмаковой – «Стрела Робин Гуда», «Андрей Стрелок и Марья Голубка».

Она известна также пересказами произведений европейского фольклора для детей: о детстве Роланда, короля Артура и Парсифаля, легенд Сельмы Лагерлёф.

Софья Прокофьева является автором сценариев, по которым сняты мультипликационные фильмы: «Лоскутик и облако», «Остров капитанов», «Ученик волшебника», а также игровые фильмы – «Пока бьют часы» (1976), «Оставь окно открытым», «Без свидетелей» (1983). Экранизированная повесть Софьи Прокофьевой «Приключения желтого чемоданчика» (1970) получила три премии на международных фестивалях, в том числе серебряную медаль «Венецианской бьеннале» и диплом «За лучший художественный фильм для детей» на V Международном детском кинофестивале в Тегеране. Софья Леонидовна – лауреат японской премии КОДАИ (Лучшая книга года) за сказку «Не буду просить прощения».