Sonja Bühler begann ihre musikalische Ausbildung in den USA an der Rowan University bei Prof. Marian Stieber. Ein Stipendium der Musikhochschule ermöglichte ihr das vierjährige Gesangsstudium in den USA. Bereits ab dem 2. Semester wurde sie Mitglied der Rowan Opera Company und sang ihre erste Rolle in der Zauberflöte, weitere Rollen wie die Titelrolle in Amahl and the Nightvisitos von Menottie, Elsie Maynard in The Yeomen of the Guard von Gilbert & Sullivan, die Gräfin in Le nozze di Figaro sowie in Szenen Sophie (Rosenkavalier) und Gilda (Rigoletto) folgten.
Die Sopranistin wurde zum Abschluss ihres Studiums an der Rowan University als beste Musikstudentin ihres Jahrgangs mit der Ann B. Ward Medaille for creative achievement in fine and performing arts ausgezeichnet.
Anschließend vertiefte sie ihre Studien zunächst privat bei Prof. Dorothea Wirtz und Prof. Hans Peter Müller in Freiburg und begann 2006 ein weiterführendes Gesangsstudium an der Musikhochschule in Freiburg bei Prof. Towako Sato-Schöllhorn.

Zahlreiche Meisterkurse unter anderem bei KS Gundula Janowitz, Margreet Honig, Klesie Kelly, Wolfram Rieger und private Studien bei Prof.em. Beata Heuer-Christen, Sibylla Rubens, Silke Marchfeld und Yvi Jänicke ergänzen ihre Ausbildung.
Sonja Bühler war Mitglied des Instituts für Musiktheater in Freiburg unter der Leitung von Gerd Heinz und Alexander Schulin. Sie trat in verschiedenen Rollen in Ravels L'enfant et les sortilèges auf, als Papagena in der Zauberflöte, Lucy in The Telephone von Menotti und Gretel in Hänsel und Gretel von Humperdinck.

Im Freiburger Theater im Marienbad was sie 2009 als Bathseba in der Uraufführung der Oper König David von Uros Rojko (Regie Marc Günther) zu sehen. 2010 gastierte das Ensemble in Ljubljana, Slowenien. 2012 sang sie in der Rolle der Vespetta in Telemanns Oper Pimpinone auf Schloss Hundisburg zur Eröffnung der Sommermusikakademie unter der Regie von Daniel Klumpp und musikalischer Leitung von Johannes Klumpp mit Wiederaufnahme 2016 bei den Klosterkonzerten Maulbronn.
Bei den Baden-Badener Osterfestspielen 2017 sang sie in einem Opernworkshop für Kinder die Isolde in Ausschnitten aus Wagners Oper Tristan und Isolde.
Ihr Debut als Konzertsängerin gab sie 2001 im Mailänder Dom. Es folgten zahlreiche Konzerte in den USA, Südamerika, Asien und Europa. Ihr Repertoire reicht dabei von der Renaissance bis zur Moderne. Sie sang Uraufführungen von John Hoybye, Klaus Ospald, Vinko Globokar, Jan Esra Kuhl, Stefan Wanson, Earnestine Rodger Robinson u.v.m.
2011 spielte sie unter der Leitung von Hans Michael Beuerle bisher unveröffentlichte Passionskantaten von J. Chr. Graupner für den Carus Verlag ein. Bei Festivals wie dem Rheingau Musikfestival, Kirchenmusikfestival Schwäbisch Gmünd, den Aachener Bachtagen, Stuttgarter Bachwoche und den Musiktagen in St. Peter trat sie u. A. unter der Leitung von Helmuth Rilling, Hans Michael Beuerle, Winfried Toll, Morten Schuldt-Jensen und Orchestern wie Les Cornets Noirs und l'harpa festante auf. In 2018 sang sie die deutsche Erstaufführung des Stückes ‚Lux eterna’ von Thomas E. Cornelius in der Laeiszhalle Hamburg und war im selben Jahr als Solistin des NDR Chores in der Elbphilhamonie mit den kurpischen Liedern von Szymanowski unter der Leitung von Kaspars Putnins zu hören.

Hamburg im November 2020