Sophie von Oranien-Nassau war nur drei Tage älter als Johanna von Puttkamer, entstammte aber nicht dem niederen, sondern dem Hochadel. Ihr Vater war der zweite König der Niederlande und Großherzog von Luxemburg, Wilhelm II., ihre Mutter die russische Großfürstin Anna Pawlowna, eine Tochter des Zaren Paul I. und damit Enkelin Katharinas der Großen.
1842 heiratete Sophie in der Residenzstadt ihres Vaters, in Den Haag, ihren Cousin ersten Grades Carl Alexander. Dessen Mutter Maria Palowna war eine ältere Schwester von Sophies Mutter. Carl Alexanders Vater war der Großherzog von Sachsen-Weimar-Eisenach Carl Friedrich. Als Letzterer 1853 starb, wurde Sophies Ehemann als dessen einziger legitimer Sohn auch dessen Nachfolger.
Die nun beginnende Ära des seelenverwandten, liberalen großherzoglichen Paares ist als Silbernes Zeitalter in die Geschichte Weimars eingegangen. Die Landesmutter wirkte sowohl auf kulturellem als auch auf sozialem Gebiet äußerst segensreich. An der Gründung diverser kultureller wie sozialer Einrichtungen wie dem Goethe- und Schiller-Archiv hatte die überzeugte Christin, Mäzenin und Protektorin der Goetheforschung maßgeblichen Anteil. Dabei standen der niederländischen Königstochter aus ihrem diesbezüglichen Erbe bedeutende finanzielle Mittel zur Verfügung.
Aus der Ehe des Großherzogpaares gingen vier Kinder hervor. Der Geburt des Erbgroßherzogs Karl August im Jahre 1844 folgten 1849 Marie Alexandrine, 1851 Anna und 1854 Elisabeth. Das Paar musste den Tod der Hälfte seiner Kinder noch miterleben. Anna starb 1859 noch im Kindesalter, Karl August 1894. Der Erbgroßherzog, dessen Volkstümlichkeit und unkompliziertes Zugehen auf die Bewohner des Großherzogtums gerühmt wurde, war chronisch krank. Er verstarb während eines Kuraufenthaltes im südostfranzösischen Kanton Menton, das wegen seines Klimas als heilsam für Tuberkuloseerkrankte bekannt war. Nach dem Tod des Hoffnungsträgers zog sich die Mutter weitestgehend aus der Öffentlichkeit zurück. Sie verstarb nach einer Erkältung am 23. März 1897 in der Residenzstadt Weimar an Herzschwäche. Wie Johanna von Puttkamer ging sie damit ihrem Ehemann vier Jahre voraus. Die Nachfolge Carl Alexanders trat Karl Augusts ältester Sohn Wilhelm Ernst an. Der Enkel Sophies war der letzte regierende Großherzog von Sachsen-Weimar-Eisenach und Initiator des Neuen Weimar.
