Sebbene sua madre fosse sposata con un noto attivista liberale, la Panina non partecipò attivamente alla vita politica del suo paese se non dopo lo scoppio della [[Prima guerra mondiale]],; durante il conflitto, tuttavia, si adoperò presso il palazzo della Duma cittadina come assistente per i familiari dei soldati partiti al fronte. Nel [[1917]], dopo la caduta dello Zar, quando le donne ottennero il voto, proprio in occasione della [[Giornata internazionale della donna]], la Panina, insieme ad altre donne di una certa levatura morale ed intellettuale, venne eletta rappresentante delegato per la Duma di [[Pietrogrado]]; la loro elezione venne poi confermata nelle successive elezioni del mese di agosto dello stesso anno. Eletta al Comitato Centrale del [[Partito Democratico Costituzionale (Russia)|Partito Cadetto]] a marzo, essa divenne la prima donna nella storia mondiale a ricoprire la carica come titolare di [[gabinetto di governo]]; ella venne infatti eletta Vice-Ministro del nuovo Ministero di Salute Pubblica, il cui titolare era il Principe [[Dmitrii Shakhovskoi]]. Successivamente venne nominata assistente del ministro per l'educazione [[Sergei Oldenburg]]. Il Partito Cadetto la nominò nella sua lista di candidati rappresentanti per Pietrogrado per le elezioni dell'Assemblea Costituente; tuttavia il partito non riuscì ad ottenere sufficienti consensi per farla eleggere.
Tuttavia, quando il Partito Cadetto dovette fronteggiare la svolta della [[rivoluzione d'Ottobre]], il ruolo di Sofia Panina fu molto importante: la notte del [[25 ottobre]] [[1917]] Sofia Panina fu incaricata ad essere uno dei tre delegati inviati a negoziare il cessate il fuoco da parte dell<nowiki>'</nowiki>''[[Aurora (incrociatore)|Incrociatore Aurora]]'', durante la conquista del [[Palazzo d'Inverno]], la trattativa, tuttavia, non ebbe successo. Dopo la presa del potere da parte dei [[Bolscevichi]], la sua casa in via Sergievskaja divenne luogo d'incontro dei tre principali gruppi di opposizione anti-bolscevica.<br>
Come parte attiva di uno di questriquesti tre gruppi, il ''Piccolo Consiglio'', la Contessa Panina venne coinvolta nel tentativo di organizzare uno sciopero di tutti i funzionari pubblici. Per questo motivo il [[28 ottobre]] [[1917]] venne prelevata dalla sua casa ed arrestata, insieme al drammaturgo [[Fyodor Kokoshkin]], al deputato della [[Duma]] [[Andrei Ivanovich Shingarev]] ed al Principe [[Pavel Dolgorukov]], proprio durante la riunione per organizzare lo sciopero previsto per il giorno successivo.
