Isabel Sofía, era la hija mayor del duque Juan Alberto de Mecklemburgo-Güstrow (1590-1636) y Margarita Isabel de Mecklemburgo (1584-1616), perdió a su madre siendo niña y su educación quedó a cargo de sus dos madrastras: Isabel de Hesse-Kessel (1596-25) y Leonor María de Anhalt-Bernburg (1600-57).