मनोहर आणि सविंदर कुलकर्णी या दाम्पत्याच्या पोटी, १८ मे १९८८ रोजी, खडकी , पुणे येथील लष्करी छावणीमध्ये सोनालीचा जन्म झाला. तिचे वडील मनोहर कुलकर्णी हे सैन्यदलातून निवृत्त झालेले डॉक्टर असून त्यांनी सैन्याच्या वैद्यकीय दलात ३० वर्षे काम केले आहे. तिच्या आई, सविंदर ह्या पंजाबी असून त्यांनी देहू रोड, पुणे येथील COD येथे काम केले आहे. सोनालीचे प्राथमिक शिक्षण आर्मी विद्यालय येथे झाले असून माध्यमिक शिक्षण केंद्रीय विद्यालय येथे झाले आहे.
तिने फर्ग्युसन कॉलेज पुणे येथून पत्रकारिता विषयातील पदवी प्राप्त केली आहे. तसेच पुणे येथील इंदिरा स्कुल ऑफ मॅनेजमेंट ह्या संस्थेतून तिने पत्रकारिते मधील पदव्युत्तर शिक्षण घेतले आहे. तिला अतुल हा लहान भाऊ असून तोही चित्रपटक्षेत्रात कार्यरत आहे.
मराठी आणि हिंदी चित्रपटात काम करते. कारकिर्दीच्या प्रारंभी एक मॉडेल म्हणून काम केल्यानंतर सोनालीने केदार शिंदे यांच्या बकुळा नामदेव घोटाळे या चित्रपटामधून चित्रसृष्टीमध्ये पदार्पण केले. या चित्रपटाकरिता तिला झी गौरव पुरस्कार चा सर्वोत्कृष्ट अभिनेत्रीचा पुरस्कार प्राप्त झाला. ती मुळची पुण्याची आहे. सोनाली ही प्रामुख्याने तिच्या नटरंग ह्या चित्रपटामधील ‘अप्सरा आली’ ह्या लावणीवरील नृत्यासाठी साठी ओळखली जाते. ह्या अभिनयासाठी तिला प्रेक्षकांची विशेष दाद मिळाली. यानंतर तिने क्षणभर विश्रांती, अजिंठा(चित्रपट)।अजिंठा, आणि झपाटलेला २ अशा चित्रपटामध्ये काम केले. २०१४ मध्ये सोनालीने स्वप्नील जोशी आणि प्रार्थना बेहेरे यांच्यासमवेत मितवा हा चित्रपट केला होता , ज्याच्यासाठी तिला झी गौरव पुरस्कार च्या सर्वोत्कृष्ट अभिनेत्रीच्या पुरस्काराकरीता नामांकन प्राप्त झाले. तिने ग्रँड मस्ती ह्या चित्रपटाद्वारे हिंदी चित्रसृष्टीमध्ये प्रवेश केला , ज्यात तिने रितेश देशमुख च्या पत्नी, ममता हीची भूमिका केली होती. तसेच अजय देवगण याच्या सिंघम २ ह्या चित्रपटात देखील सोनाली ने पाहुण्या कलाकाराची भूमिका निभावली होती.

