Annelie Sophie Müller va estudiar cant, interpretació de lied i pedagogia musical amb piano a la Universitat de Música i Arts Escèniques de Stuttgart, i va assistir a la classe de solista vocal amb Susanna Eken al Conservatori de Copenhaguen. Ha tingut col·laboracions formatives amb Brigitte Fassbaender i Peter Berne, i actualment treballa amb Krassimira Stoyanova.
Durant la temporada 2024/2025, Annelie Sophie ja ha interpretat el paper del Príncep Orlofsky sota la direcció de Marc Minkowski i Les Musiciens du Louvre en una versió en concert de Die Fledermaus al Musikfest Bremen. A Viena, debutarà en el rol de Carmen i com Anna Mahler a l'estrena mundial de la nova òpera Alma d’Ella Milch-Sheriff, dedicada a Alma Mahler-Werfel i dirigida per Omer Meir-Wellber. També apareixerà com a Cherubino en una nova producció de Le nozze di Figaro dirigida per Lotte de Beer i sota la batuta de Ben Glassberg.
A més, Annelie Sophie Müller ha treballat amb directors com Christian Curnyn, Ben Glassberg, Kristjan Järvi, Alexander Joel, Konrad Junghänel, Axel Kober, Patrick Lange, Henrik Nánási, Eiji Ōue, Andris Poga, Kristiina Poska, Ivan Repušić i Omer Meir Wellber al llarg de la seva trajectòria.
Debuta al Gran Teatre del Liceu.