La reina Sofia es va casar amb Juan Carlos no per amor, sinó per obligació o resignació. Estava perdudament enamorada d'Harald de Noruega, un bon amic seu i la primera opció de la seva mare, la reina Federica. Tanmateix, Harald només va utilitzar la relació per enfortir el seu vincle amb la seva actual esposa. Sense una altra alternativa, Sofia es va casar amb Juan Carlos, el futur pare dels seus fills. Malgrat els seus esforços per estimar-lo, Juan Carlos la menyspreava profundament. Tot el ressentiment que sentia cap al seu propi pare, Juan de Borbón, el bolcava en Sofia.
Mentre Juan Carlos mantenia una relació sentimental amb Olghina de Robilant, una periodista i escriptora, li va ser infidel a Sofia en innombrables ocasions, s'estima que fins i tot en 5.000. La seva única motivació per mantenir relacions íntimes amb Sofia era concebre un hereu home. Tanmateix, els seus primers dos fills van ser nenes, Elena i Cristina, la qual cosa va frustrar Juan Carlos, que fins i tot va considerar canviar la Constitució per permetre, que una dona heretés el tron com Felipe i Letizia van fer anys més tard amb Leonor després del naixement de Sofia.
El 1967, mentre Juan Carlos gaudia d'un ball, Sofia conversava amb una amiga del rei. La reina es lamentava de la seva incapacitat per concebre un home, expressant la seva desesperació davant de la situació: "No hi ha dret... Vosaltres, que us és igual, teniu dos nois i, tanmateix, a nosaltres, que tant necessitem un home, dues nenes...". Temia que la monarquia espanyola caigués per sempre si no aconseguia tenir un fill home. Declarava amb resignació que, a causa de les dificultats en els seus anteriors parts, aquesta era la seva última oportunitat de quedar-se embarassada i donar a llum un hereu.
Finalment, després de molts intents i consultes mèdiques, va néixer Felipe. No va ser un procés senzill, i es creu que Sofia podria haver tingut fins a quatre fills amb Juan Carlos, però va patir un avortament natural poc després de casar-se, la qual cosa en realitat va ser diagnosticat com a apendicitis a Grècia, segons Pilar Eyre.
Juan Carlos i Sofia van engendrar un fill, però l'emèrita va avortar
Durant un període de crisi, Sofia va viatjar a Atenes per refugiar-se de les infidelitats de Juan Carlos, disposada a trencar el seu matrimoni. Va ser el seu primer intent de divorci, però va ser dissuadida tant per la seva mare com pel Parlament grec. El diputat Elías Bredimas va exigir que, si se separava, havia de tornar el seu dot de nou milions de dracmes al poble grec, pel que Sofia va decidir tornar a Estoril al costat del seu infidel espòs.
El naixement de Felipe va ser un gran alleujament, encara que Sofia havia donat a llum Cristina i Elena primer. La pressió per tenir un home era intensa, tant per part de la seva mare, Federica, com de la reina Victoria Eugenia. Li deien: "Ara un nen... Només amb un nen desbancareu al cosí Alfonso, que conspira pel tron", "un nen, heu de tenir un home... N'hi ha prou de nenes!".
Quan Felipe va néixer, Juan Carlos li va xiuxiuejar a Sofia: "tot fet". Amb això, la missió de procrear un hereu estava complerta, i ja no van mantenir més relacions íntimes. La vida de Sofia va estar marcada pels deures monàrquics i personals, i el seu matrimoni amb Juan Carlos, lluny de ser una unió d'amor, va ser una sèrie de compromisos i sacrificis per assegurar la continuïtat de la dinastia.