Soleil Moon Frye commence sa carrière d'actrice à l'âge de deux ans, après avoir vu son père Virgil Frye et son frère Meeno Peluce, à la télévision. Sa mère devient son manager, et Soleil devient mondialement célèbre grâce au rôle phare de Punky Brewster en 1984, sur NBC. À l'âge de 13 ans, Soleil est brutalement atteinte d'une hypertrophie virginale. A l'âge de 15 ans elle porte tout d'un coup des bonnets 38-DD pour une taille d'1,55 m. Sa poitrine géante nuisait à sa carrière d'actrice, les producteurs ne voulant plus l'engager. Mal dans sa peau, elle confiera que les hommes la traitaient comme un objet sexuel, "les gens commençaient à me prendre pour une bimbo", dira-t-elle au magazine People, "je ne pouvais pas m'asseoir quelque part sans que les gens me prennent pour une prostituée". Trois mois avant son 16e anniversaire eut lieu une réduction mammaire. Malgré son âge, sa réduction mammaire fut fortement médiatisée (débat télévisé). En même temps on lui prêtera une relation avec l'acteur John Edward Furlong (Terminator 2).
Elle est mariée au producteur Jason Goldberg depuis le 25 octobre 1998. Le couple a deux enfants : Poet Sienna Rose Goldberg (24 août 2005) et Jagger Joseph Blue Goldberg (17 mars 2008). L'acteur
Ashton Kutcher est le parrain des deux enfants.