Sofi Nilsson tillhörde den första generationen av kvinnliga folkskollärare i Sverige. Hon gick i bräschen för att utveckla undervisningen genom införandet av skollovskolonier, arbetsstugor och skolkök.

Sofi Nilsson föddes år 1840 som näst äldsta barnet till lantbrukaren Anders Petter Andersson och hans hustru Anna-Lisa Persdotter på en gård i Tjällmo församling, Östergötland. Uppväxtmiljön präglades av en stark tilltro till utbildningens möjligheter. Genom faderns studier och bruk av nya jordförbättrings- och odlingstekniker sattes familjegården i mönstergillt skick. Föräldrarna lät också bekosta och driva en småskola i Tjällmo som försåg Sofi Nilsson och andra jordbrukarbarn i trakten med grundläggande utbildning.

Redan i småskolan fick Sofi Nilsson möjlighet att bistå skolläraren i undervisningen och efter att ha fullföljt sin skolgång och konfirmation verkade hon som privat- och hjälplärare i hemorten. Då hennes far blev vald till riksdagen som representant för bondeståndet öppnades nya möjligheter för henne att på allvar beträda en lärarbana. År 1859 fattade Kungl. Maj:t beslut om att öppna folkskolläraryrket för kvinnor, delvis som effekt av Sofi Nilssons fars lobbyarbete. Vid denna tid existerade dock inga fasta utbildningsinstitutioner för kvinnliga folkskollärare. I stället gavs sådan utbildning genom en form av privatundervisning av etablerade lärare och skolledare. Sofi Nilsson bevistade en sådan lärokurs som en av två elever till skolmannen Anders Berg vid Finspångs mönsterskola 1859–1860. Hon genomgick kursen tillsammans med den jämnåriga kamraten Augusta Andersson. Sofi Nilsson och Augusta Andersson kom sedermera att arbeta tillsammans i Finspångs och Stockholms folkskolor. Samarbetet dem emellan inramades av en förtrolig vänskap och var starkt påverkat av Anders Bergs pedagogik. Han kom att bli en betydelsefull förebild och mentor i Sofi Nilssons yrkesliv.

Den mönsterskola som Anders Berg upprättat i Finspång hade vid 1860-talets inträde rönt stor uppskattning, vilket ledde till att han rekryterades till Stockholm för att organisera en liknande skola i huvudstaden, som skulle stå modell för folkskoleväsendet i Sverige. Från höstterminen 1862 erhöll Sofi Nilsson och Augusta Andersson lärartjänster i denna mönsterskola som inhystes i Klara folkskola och var avsedd för pojkar. Att arbeta som lärare i mönsterskolan var både krävande och utvecklande. Vid sidan av sin tjänstgöring ägnade Sofi Nilsson, Augusta Andersson och andra medlemmar i lärarkåren sig åt fortbildning och att diskutera pedagogik i olika forum. Fortlöpande utbildning fick Sofi Nilsson även genom arbetet. Den nitiska folkskoleinspektören Carl Jonas Meijerberg, som tog över föreståndarskapet efter Anders Berg, undervisade kontinuerligt sin lärarkår.

För Sofi Nilssons del kom mönsterskolan i Klara församling att fungera som en dörr in i Stockholms pedagogiska och filantropiska kretsar som under det sena 1800-talet sjöd av verksamhet. En signifikant bekantskap som hon stiftade i dessa sammanhang var med Anna Hierta-Retzius. Mönsterskolan var en plats för nytänkande där lyhördheten för utvecklingen på skolans område i utlandet var påtaglig. Tillsammans med Anna Hierta-Retzius tog Sofi Nilsson initiativ till flera nydanande pedagogiska uppslag knutna till folkskolan, däribland skollovskolonier och arbetsstugor. Planeringen av dessa företag föranledde i många fall bildningsresor utomlands. Sofi Nilssons första utlandsresa i tjänsten gick till England där hon studerade tillämpningen av Pestalozzis pedagogik, engelska och skotska folkskolor samt inköpte materiel till den svenska folkskoleundervisningen. Under sitt liv kom hon att göra många resor i Europa i bildningssyfte, växelvis som stipendiat och på egen bekostnad.

Mönsterskolan var också den plats där Sofi Nilsson mötte sin make, folkskolläraren Sven Nilsson. De gifte sig två år efter sitt första möte 1873 och fick år 1876 dottern Gerda Svensson, som sedermera blev Sveriges första gifta kvinna att avlägga filosofie doktorsexamen. I samband med dotterns födelse kom Sofi Nilsson att intressera sig för näringslära, vilket var ett kunskapsområde som höll på att få fotfäste i skolundervisningen ute i Europa under 1870-talet. Sofi Nilsson tog del av den växande bokfloden av hushållslitteratur i syfte att formulera sin egen lära som var tänkt att riktas till skolbarnen snarare än till tjänarinnor och husmödrar, som böckerna inom genren i regel vände sig till. År 1893 utkom läroboken Hushållslärans första grunder för skola och hem. I denna förmedlade Sofi Nilsson såväl näringsfysiologiska rön som handfasta matlagningsråd och moraliska uppmaningar om sparsamhet och skötsamhet till arbetarklassen. Läroboken följdes av ett supplement 1896 och en tredje bok av Sofi Nilssons hand, Om matlagning i enklare hem, 1899. Parallellt med bokutgivningen företog Sofi Nilsson utlandsresor för att studera skolköksundervisningen i England och Belgien samt uppförde skolkök vid Stockholms folkskolor.

Sofi Nilssons pionjärarbeten med skollovskolonier, arbetsstugor och skolkök för folkskolebarn rönte stor uppmärksamhet och etablerade henne som en erkänd och mångsidig pedagog. Genom sitt arbete i mönsterskolan och sina utlandsvistelser fick hon goda möjligheter att ta del av de senaste uppslagen inom 1800-talets skolväsende, samt att omsätta dessa idéer i praktiken. Efter 34 yrkesverksamma år i mönsterskolan i Klara gick Sofi Nilsson vid 56 års ålder i pension. Hennes arbete för skolan fortsatte dock men på andra arenor. Året efter pensionen, 1897, hölls Allmänna konst- och industriutställningen i Stockholm. Där visades de främsta nyheterna inom svensk folkskola upp. Bland dessa fanns Sofi Nilssons skolkök, demonstrerat av dottern Gerda, arbetsstugeverksamheten som Sofi Nilsson utvecklat tillsammans med Anna Hierta-Retzius samt det ventilationssystem för skollokaler som maken Sven Nilsson skapat. Tiden kring sekelskiftet klev även makarna Nilsson ut på den internationella scenen. De representerade Sverige och den svenska folkskolan vid världsutställningarna i Paris 1900 och i St. Louis 1904.

Sofi Nilsson överlevde såväl sin make Sven som dottern Gerda, vilken gick bort 1915 efter komplikationer till följd av en olycka. Hon efterlämnade ett pedagogiskt arv i form av sina läroböcker och de inrättningar i folkskolan som hon låtit utveckla.

Sofi Nilsson avled 1923.