По словам Н. Г. Устрялова, Софья с властолюбием и тщеславием «соединяла сладострастие, которым пылала грудь правительницы». Предметом ее страстной любви был князь В. В. Голицын, боярин, весьма умный и образованный человек, хороший администратор, любитель книг и искусства, содержавший свой дом в западном духе, искусный дипломат. По словам де ла Невилля, Софья «сблизилась с Голицыным во время болезни царя Федора и влюбилась в этого образцового семьянина, любящего мужа и отца. Царевна обладала пылким и страстным темпераментом, но не жила еще. Теперь ее ум и сердце проснулись. С безумной смелостью бросилась она в водоворот жизни и отдалась подхватившей ее кипучей волне. Она любила и искала власти. Она втянула в борьбу человека, без любви которого успех не дал бы ей удовлетворения. Она толкнула его на путь, ведущий к власти, которую хотела разделить с ним».
Следы «толчка» видны в его продвижении. В 1682–1689 г. он руководил Иноземным, Рейтарским и Посольским приказами, в 1682–1686 — Пушкарским и некоторыми территориальными приказами. Но Голицын на поверку оказался робким, недоверчивым, нерешительным, легко впадал в замешательство и отчаяние, к тому же был никудышным воеводой. После неудачных Крымских походов на него вообще стали смотреть как на недееспособного труса, но Софья Алексеевна пыталась представить обе кампании как нечто героическое. Софья до исступления обожала его, называя в письмах «светом батюшкою», «душою своею», «сердцем своим» и т. п.
В сентябре 1689 г., когда Голицын уже был сослан в Вологду, страстно любившая его царевна, сама уже находясь под строгим надзором, нашла случай и успела передать ему через своего комнатного стольника М. Кропоткина письмо и 360 червонцев и надежду на скорую свободу. Этот поступок показывает, какой пылкой душой она обладала.
Долго и упорно отстаивала Софья и другого своего наперсника — Ф. Л. Шакловитого, устроив ему убежище, откуда его извлекли силой…
По мнению С. М. Соловьева, Софья Алексеевна — «богатырь-царевна», «пример исторической женщины, освободившейся из терема, но не вынесшей из него нравственных сдержек и не нашедшая их в обществе». Эту же оценку разделяет и Н. И. Костомаров.
В 1689 г. резко обострились отношения Софьи с боярско-дворянской группировкой, поддерживавшей Петра I. Женитьба Петра на Е. Ф. Лопухиной 27 января 1689 г., ставшая формальным подтверждением его совершеннолетия, лишала Софью права на опекунство. 7 августа в Москве появилось подметное письмо о якобы готовящемся походе «потешных» войск Петра из села Преображенского на Кремль с целью убийства царя Ивана V. Софья решила принять упреждающие меры. По ее личному приказу на Лубянке и в Кремле выставили отряды стрельцов. Предупрежденный заранее Петр потребовал от сестры объяснений. Теряя сторонников и чувствуя растущее влияние Петра I, царевна решила примириться с ним. 27 августа в сопровождении бояр она выехала в Троице-Сергиев монастырь, куда к этому времени перебрался Петр со своим окружением и куда стекались многочисленные представители московской знати, стремившиеся выказать верность младшему из царей. На полпути, у с. Воздвиженское, Софья получила приказ вернуться в Москву. Здесь же были разгромлены и частью арестованы сопровождавшие ее стрельцы. Ф. Л. Шакловитого казнили у стен Троице-Сергиева монастыря, В. В. Голицина и его родственников отправили в ссылку. Вернувшись в Москву, Софья дала боярам разрешение беспрепятственно ехать к Троице.
7 сентября Петр издал указ об исключении имени Софьи из царского титула, Иван V кротко согласился с решением брата. Софью Алексеевну удалили от двора и заточили в Новодевичий монастырь. Для «крепкого ее содержания» у монастыря выставили караул из солдат Преображенского полка.
Во время стрелецкого бунта 1698 г. сторонники Софьи, воспользовавшись отсутствием Петра, который находился с Великим посольством в Европе, намеревались «выкликнуть» ее на царство. Срочно вернувшийся в Москву Петр лично учинил допрос сестре. Софья с достоинством отвергла причастность к бунту. Тем не менее, в назидание сестре, Петр приказал устроить казнь стрельцов у стен Новодевичьего монастыря. Несколько месяцев тела стрельцов висели перед окнами Софьиной кельи. В октябре 1698 г. Софья была подстрижена в монахини под именем Сусанны. В монастырском заключении провела последние годы жизни. Похоронена в Смоленском соборе монастыря.
