Дмитрий Саввич Дмитрук родился 15 февраля 1940 года в селе Мнишин Гощанского района Ровенской области.
По окончании средней школы в 1957 году работал на стройке. С 1960 года служил в рядах Советской армии.
С 1962 по 1966 год учился в духовной семинарии. Течение 1966—1970 годов учился в духовной академии, окончил её со степенью кандидата богословия.
С 1970 по 1972 год работал при МДА профессорским стипендиатом, сотрудником Церковно-археологического кабинета и старшим экскурсоводом.
24 ноября 1968 году был рукоположён в сан диакона. 12 апреля 1971 года принял монашеский постриг в честь святителя Софрония, епископа Иркутского.
7 января 1973 года рукоположён в сан иеромонаха.
В 1974—1979 годах преподавал в МДАиС.
В 1977 году — возведён в сан игумена.
С октября 1979 года — настоятель храма в честь Рождества Пресвятой Богородицы в селе Старый Коврай Чернобаевского района Черкасской области. На протяжении 1980—1987 — настоятель храма в честь Рождества Пресвятой Богородицы в Черкассах. В 1987—1989 годах — настоятель Спасо-Преображенского храма в городе Городище Черкасской области. С 1989 в 1992 года — настоятель и строитель Свято-Борисо-Глебского собора в городе Борисполь Киевской области, благочинный Бориспольского округа.
В 1992 году возведён в сан архимандрита.
9 августа 1992 года состоялась хиротония архимандрита Софрония в епископа Черкасского и Каневского.
3 ноября 2000 года возведен в сан архиепископа. С 1 октября по 30 декабря 2001 года временно управлял Полтавской и Кременчугской епархией.
24 сентября 2008 года согласно решению Священного Синода УПЦ от 23 сентября возведён в сан митрополита. Вероятно, это обусловлено не в последнюю очередь его позицией и желанием епископата уравновесить активную антиавтокефалискую позицию митрополита Агафенгела равным по статусу архиереем с активной проавтокефалисткой позицией.
Митрополит Софроний (Дмитрук) является главным и открытым сторонником автокефалии Украинской Православной церкви среди её епископата. Он постоянно выступает публично на эту тему и евляется своеобразным «противовесом» митрополита Одесского Агафангела (Саввина).
В 2005 году после президентских выборов митрополит Софроний выступил с обращением к епископату УПЦ, где призвал немедленно добиваться автокефалии для УПЦ, пользуясь благоприятной политической ситуацией:
Епископат УПЦ не поддержал открыто владыку Софрония, но одновременно не прозвучало никакого осуждения и не было применено никаких санкций. В дальнейшем митрополит Софроний продолжал отстаивать эту позицию.