Sofia Rotaru est née le dans une famille de vignerons du village de Marchintsy (raïon de Novosselytsia, oblast de Tchernivtsi, en République socialiste soviétique d'Ukraine). Elle est le deuxième enfant d'une famille de six enfants. Son père a combattu pendant la Seconde Guerre mondiale, jusqu'à Berlin. Blessé, il est rentré auprès de sa famille en 1946. La famille a des conditions de vie très modestes, parents et enfants travaillent dans les champs ou sur les marchés, mais elle se souvient de cette période comme une période heureuse.