Soleil é filha do ator Virgil Frye e de Sondra Peluce Londy. Ela tem dois meio-irmãos, Sean Frye e Meeno Peluce, que também atuaram quando eram crianças.
Aos oito anos de idade, Soleil estrelou o papel de Punky Brewster no seriado homônimo. O show foi exibido em meados dos anos 80. Ela também gravou as vozes do desenho animado correspondente. Na mesma época, sua voz também apareceu em The Real Ghostbusters.
Soleil fez o papel de Roxie nos três últimos anos da série Sabrina, the Teenage Witch, de 2000 a 2003. A série trazia no papel principal Melissa Joan Hart, que havia feito testes para o papel de Punky Brewster anos atrás. Desde então, Soleil e Melissa tornaram-se amigas bastante próximas.
Na série Friends ela interpretou a personagem Katie, no episódio The One with the Girl who Hits Joey. Em 2001 Soleil estreou no programa The Proud Family do Disney Channel fazendo a voz de Zoey Howzer. Em seguida fez a voz de Jade no seriado Bratz.
Soleil casou-se com o produtor e ator de TV Jason Goldberg em 25 de outubro de 1998 em Los Angeles. Sua primeira filha, Poet Sienna Rose Goldberg, nasceu em 24 de agosto de 2005, também em Los Angeles. Em 17 de março de 2008 ela deu à luz sua segunda filha, Jagger Joseph Blue Goldberg.