Святитель Софроний родился в 1739 году в болгарском городе Котел, входившем тогда в Османскую империю. В миру его звали Стойко Владиславов; отец был зажиточным торговцем скотом. Учился мальчик при монастырской школе у себя в городе — читали там церковные книги, славянские и греческие. Взрослым он работал портным, но тянуло его к другому.

В 1762 году городские старшины выбрали его священником. Он стал для Котла учителем и книжником. Через три года произошла встреча, определившая всю дальнейшую жизнь: святой Паисий Хилендарский показал ему свою «Историю славяноболгарскую», и Стойко снял с неё первый список — тот самый, который позже назовут Софрониевым. Он сделался учеником Паисия, а в начале 1770-х годов отправился на Афон.

В 1792 году священник покинул Котел и служил настоятелем в Карнобате. В 1794 году он удалился в монастырь села Арбанаси, а 17 сентября того же года был рукоположён во епископа города Враца с именем Софроний. На кафедре он развернул широкую деятельность; по некоторым сведениям, именно он стал зачинателем посольства врачанцев в Москву.

Мирного служения не вышло. В его крае хозяйничали и вооружённые отряды кирджалиев, и турецкие войска, а видинский паша Осман Пазвантоглу объявил себя независимым правителем. Епископ оказался между двух огней: в 1797 году он покинул кафедральный город и скитался по северо-западу Болгарии, а три года провёл в Видине пленником. Именно эта пора сделала из него писателя. Бежать удалось только в 1803 году — в Бухарест, где он служил клириком и по собственной просьбе был освобождён от епископского сана, но до конца жизни подписывался «Софроний Врачанский».

Бухарестские годы стали самыми плодотворными. В 1804 году он написал «Записки» — книгу о страданиях болгарского народа, которую сам же и пережил. В 1806 году вышел его «Кириакодромион», собрание поучений, переведённых со старославянского и греческого: на новоболгарском языке это была вообще первая печатная книга. В годы очередной русско-турецкой войны, с 1806 по 1812-й, святитель сделался одним из виднейших представителей болгар в отношениях с русским командованием и призывал соотечественников помогать русским войскам. Последние годы провёл в монастыре под Бухарестом; последний известный его подписанный документ помечен 2 августа 1813 года. Скончался святитель 22 или 23 сентября того же года. Болгарская Православная Церковь причислила его к лику святых 31 декабря 1964 года.

Святителей принято изображать в архиерейском облачении, с Евангелием в руках; на образах просветителей нередко пишут и книгу как знак их труда. К святителю Софронию обращаются те, кто трудится словом и книгой, и те, кому выпало долгое время жить вдали от дома.