Als Ikone des Heimatfilms gehört sie zu den großen deutschen Stars der Nachkriegszeit – in zahlreichen Unterhaltungsstreifen der fünfziger Jahre stellt Sonja Ziemann das heitere und manchmal etwas naive Mädchen von nebenan dar, zu ihren größten Erfolgen zählen „Schwarzwaldmädel“ und „Grün ist die Heide“. In der zweiten Hälfte ihrer Karriere glänzt sie auch auf der Theaterbühne und in Musicals
Sonja Alice Selma Toni Ziemann wird am 8. Februar 1926 als Tochter eines Steuerberaters in Eichwalde bei Berlin geboren. Im Alter von zehn Jahren beginnt sie Ballett zu tanzen und wird an der Berliner Tanzschule von Tatjana Gsovsky aufgenommen. 1941 wird sie am Berliner Varieté-Theater Plaza engagiert und hat dort erste Auftritte als Tänzerin. Ihre Filmkarriere startet sie 1942 mit kleinen Filmrollen, nach dem Ende des Zweiten Weltkrieges steht sie in Berlin-Pankow gemeinsam mit Hildegard Knef auf der Bühne und feiert am Berliner Metropol-Theater Erfolge als Soubrette in Operetten wie „Die Zirkusprinzessin“, „Nächte in Schanghai“, „Chanel Nr.5“ und „Die Kinokönigin“.
Mit der Hauptrolle im Heimatfilm „Schwarzwaldmädel“ an der Seite von Rudolf Prack und Paul Hörbiger beginnt die steile Karriere von Sonja Ziemann – mit einer Mischung aus Naivität und guter Laune avanciert sie in den Nachkriegsjahren zum Liebling der Nation. Man kann sie in diversen Unterhaltungsfilmen wie „Die Frauen des Herrn S.“ (1951), „Grün ist die Heide“ (1951), „Am Brunnen vor dem Tore“ (1951), „Bei Dir war es immer so schön“ (1954) mit Zarah Leander, Margot Hielscher und Grethe Weiser, „Die sieben Kleider der Katrin“ (1954), „Kaiserball“ (1956) und „Die Zürcher Verlobung“ (1957) mit Lilo Pulver und Anny Ondra sehen.
Gegen Ende der fünfziger Jahre entflieht Sonja Ziemann dem ihr aufgedrückten Heimatfilm-Image und wagt erfolgreich den Sprung ins Charakterfach. Sie steht im polnischen Spielfilm „Ósmy dzień tygodnia“ („Der achte Wochentag“, 1958) das erste mal in einer anspruchsvollen Rolle vor der Kamera. Danach folgen Filme wie „Hunde, wollt ihr ewig leben“ (1959), „Nacht fiel über Gotenhafen“ (1959) neben Brigitte Horney und Mady Rahl, „Menschen im Hotel“ (1959) mit O. W. Fischer, Michèle Morgan, Heinz Rühmann und Gert Fröbe, „Strafbataillon 999“ (1959) und „Abschied von den Wolken“ (1959).
Mit Beginn der sechziger Jahre werden die Rollenangebote für Sonja Ziemann spärlicher – hervorzuheben sind ihre Rollen neben Richard Widmark, Senta Berger und Charles Regnier im Agententhriller „The Secret Ways“ („Geheime Wege“, 1962) sowie im starbesetzten britischen Kriegsfilm „The Bridge At Remagen“ („Die Brücke von Remagen“, 1969). Sie konzentriert sich in den folgenden Jahren verstärkt auf die Theaterbühne – 1962 steht sie in München im Musical „My Fair Lady“ als Eliza Doolittle auf der Bühne, 1973 geht sie mit Götz George mit dem Theaterstück „Endstation Sehnsucht“ auf Europatournee und 1981 wird sie Ensemblemitglied des Züricher Schauspielhauses. 1984 wird Sonja Ziemann mit dem „Filmband in Gold“ ausgezeichnet. Zuletzt erlebt Sonja Ziemann 1996 ein TV-Comeback in der populären Reihe „Guten Morgen Mallorca“ sowie ein Jahr später in zwei Episoden der Serie „Park Hotel Stern“.
Sonja Ziemann ist dreimal verheiratet – der ersten Ehe mit dem Wiesbadener Strumpffabrikanten Rudolf Hambach von 1953 bis 1956 entstammt ein Sohn. Von 1961 bis 1968 ist sie mit dem polnischen Schriftsteller Marek Hłasko und in dritter Ehe bis zu dessen Tod mit dem Schauspieler und Regisseur Charles Regnier verheiratet.
Sonja Ziemann lebt am bayerischen Tegernsee und im schweizerischen St. Moritz.