Jex-Blake ble født på Croft Place Hasting i England den 21. januar 1840. Hennes bror var Thomas Jex-Blake, fremtidig biskop av Wells. Hun gikk på ulike private skoler i Sør-England. I 1850, mens hun fortsatt var student, ble hun tilbudt en stilling som matematikk lærer ved høyskolen hvor hun bodde. Sophia jobbet uten lønn dette var på grunn av at familien ikke forventet ikke at dere datter skulle tjene penger til livets opphold, så hennes far nektet faktisk henne å godta lønn.