Группа Sonata Arctica изначально создавалась как хард-рок коллектив, известный под названием Tricky Beans в конце 1995 года. В первоначальный состав группы вошли сам Портимо, Марко Паасикоски и Яни Лийматайнен (Jani Liimatainen) в качестве гитаристов. Полный состав впервые собрался в 1996 году, когда к ребятам присоединился вокалист Какко и басист Пентти Пеура (Pentti Peura). Как рассказал в интервью вокалист Тони Какко в 2007 году, группа Queen стала для Sonata Arctica основным музыкальным влиянием. «Много кто узнаёт влияние Queen в нашей музыке» – сказал Какко, - «для меня лично эта группа всегда была лучшей из лучших».
После смены название группы на «Tricky Means» в следующем году, ребята выпустили несколько не очень удачных роковых демо. Ни одна из трёх композиций - Friend 'till the End, Agre Pamppers и PeaceMaker – так и не была отправлена лейблам. После ухода из группы Пеуры и Паасикоски было принято решение продолжить работу лишь с одним гитаристом. Ещё два года спустя название было вновь изменено – на этот раз на «Sonata Arctica». Пеура был заменён басистом Янне Кивилахти (Janne Kivilahti), а также сменилось направление творчества группы – теперь это был метал с сильным акцентом на клавишные и узнаваемый ритм, поддерживаемый и гитарой, и басом.
Какко развил свой стиль вокального исполнения, с уклоном в фальцет и тенор. По его заявлению, смена музыкального направления группы была вдохновлена финской группой Stratovarius. Выход демо под названием FullMoon предшествовал и дебютнику группы - альбому Ecliptica, увидевшему свет в 1999. Демо FullMoon было отправлено лейблу Spinefarm Records одним из друзей группы, и вскоре последовало предложение контракта. Первым синглом к дебютнику Sonata Arctica стала композиция UnOpened, выпущенная в Финляндии. Она попала в финский чарт топ-20 в неделю выхода и принесла группе популярность и контракты с различными компаниями по всему миру. Год спустя в команде вновь произошли кадровые перемены – Кивихалти был заменён Марко Паасикоски, который вернулся в группу. Вместо Какко место за клавишными занял Микко Хяркин (Mikko Härkin), дав первому возможность сосредоточиться на вокале.
В 2000 Sonata Arctica отправилась в европейское турне вместе с Stratovarius. Последующий год был проведён в студии, за записью нового альбома. После выхода альбома Silence в июне 2001-го, Хяркин по личным причинам покинул группу, и был заменён Хенриком Клингенбергом после рассмотрения множества претендентов. Примечательно, что Клингенберг был выбран скорее по личным качествам, нежели профессиональным. По рассказу участников группы, они изрядно выпивали с каждым из участников, чтобы побольше узнать о нём, и понять, подходит ли он для их команды.
Когда вопросы, касающиеся состава группы, были улажены, последовал ещё один тур, в который вошли концерты в Европе (вместе с Gamma Ray) и Японии. Уже в 2002-ом Sonata Arctica впервые отправились «покорять Америки», начав с Бразилии и Чили. По мнению самих участников группы, этот тур был одним из наиболее успешных у группы — сравниться с ними мог, разве что, тур в Японию ещё годом позднее. Концертник под названием Songs of Silence вышел в том же году, и состоял из выступлений группы в Японии. В 2003 году вышел третий альбом группы – Winterheart's Guild, записанный при участии клавишника Stratovarius Йенса Юханссона (Jens Johansson). Юханссон исполнил клавишные соло, а Какко взял на себя остальные базовые элементы.
В этом составе Sonata Arctica выпустили два последующих успешных альбома: Reckoning Night (2004) и Unia (2007). В начале 2004-го группа была выбрана, чтобы открыть шоу на первом концерте Iron Maiden в рамках Японского турне группы. Кроме того, Томми Портимо в марте стал отцом. Альбом Reckoning Night был записан за три месяца и выпущен в октябре. И сингл аз альбома, и миньон одновременно оставались на вершине финских чартов в течение шести недель. Был запланирован промо-тур, однако группа была приглашена отправиться в европейское турне вместе с Nightwish, и первоначальные планы пришлось изменить. В 2005 году Nightwish вновь пригласили Sonata Arctica открыть турне – на этот раз в Северной Америке. Тур был отменён, но Sonata Arctica решили всё-таки не уезжать немедленно, а сыграть пару концертов в США и Канаде. 21 октября того же года они всё-таки открыли шоу Nightwish, но не в Америке, а у себя дома – в Хельсинки.
В 2006 году группа выпустила концертный CD и DVD под названием For the Sake of Revenge, который был записан в Токио в феврале 2005 года. Позднее, лейбл Spinefarm Records выпустил компиляцию группы, чтобы «выжать» как можно большее из контракта с финнами. По окончании контракта Sonata Arctica сменили лейбл, став подопечными Nuclear Blast. Был запланирован выход компьютерной игры, основанной на музыке и персонажах Sonata Arctica. Игра должна была называться Winterheart's Guild – по названию альбома. Разработкик игры - Zelian Games, планировал экшн-RPG в стиле Fallout, однако игра была отменена по не разглашаемым причинам.
В 2006 году началась запись пятого студийного альбома группы - Unia. Вскоре Яни Лийматайнен угодил в тюрьму за уклонение от несения воинской службы. Он был временно заменён Элиасом Вилъяненом, который стал полноценным членом группы сразу после того, как Лийматайнен заявил о том, что не вернётся в группу, хотя и оставался со всеми участниками в хороших отношениях. С тех пор состав группы Sonata Arctica оставался неизменным, и стал наиболее «долгоиграющим» за её историю. Альбом Unia вышел 25 мая 2007 года, а первый сингл к альбому – композиция "Paid In Full" – вышла 27 апреля. В том же году Какко решил вновь вернуться к обязанностям клавишника вместе с Клингенбергом. В таком составе группа выпустила альбомы The Days of Grays (2009) и Stones Grow Her Name (2012).
В октябре 2007-го Sonata Arctica также стали хэдлайнерами ProgPower USA VIII. В следующем году группа вновь отправилась в турне с Nightwish по США и Канаде, а осенью объявили о скором переиздании первых двух альбомов на лейбле Spinefarm UK с бонусными треками. 16 сентября 2009 года в Финляндии вышел The Days of Grays. По заявлению Хенрика, альбом должен был быть выполнен в том же ключе, что и Unia, однако не быть таким тёмным и сложным. Синглами из альбома вышли композиции «Flag in the Ground» и «The Last Amazing Grays». 28 августа того же года в Сети вышло музыкальное видео на песню "Flag In The Ground". Группа отправилась в турне Ultra Beatdown по США с DragonForce. Были организованы Европейский тур, а также массивный тур в Индонезию, Тайвань, Китай и Японию. В начале 2010-го группа отправилась в австралийское турне вместе с Ensiferum и Vanishing Point. В апреле Sonata Arctica организовали собственный тур в США и Канаду.
В январе 2011 года вышел альбом Stones Grow Her Name. Его выходу предшествовало интервью Элиаса Вилъянена журналу Metaleater, в котором тот заявлял, что «группа работает над новым материалом в ходе своего турне. Я работаю над новыми риффами, достаточно мрачными. Тони пишет о какой-то девушке и её «похоти» [очевидно, Вилъянен имел в виду композицию Luna Lust]». Альбом должен был выйти до лета 2012. В апреле группа записала концертный DVD в Оулу, Финляндия, под названием «Live in Finland». Концертник вышел 11 ноября 2011 года (11/11/11).
В сентябре 2011 года Sonata Arctica снова заперлись в студии, чтобы записать свой седьмой альбом, на этот раз большое внимание уделяя тому, как песни будут звучать на сцене. В итоге альбом получил название Stones Grow Her Name и был выпущен в мае 2012. Это единственный альбом Sonata Arctica, который получил статус золотого ещё в момент предпродаж и сумел достигнуть девятой позиции в Heatseeker Billboard.
После тура по Финляндии и небольшого перерыва, группа начала выступления в Европе в ноябре 2012 вместе с Battle Beast и вернулась в Северную Америку в декабре. Видеоролики из обоих туров были сняты Тони Какко и размещенными на канале Sonata Arctica в YouTube, что дало поклонникам возможность увидеть жизнь группы в дороге. В 2013 году группа успешно отыграла концерты в Скандинавии, Великобритании, России, Японии и Латинской Америке, закончив тур выступлениями на летних фестивалях в Европе. В конце тура Марко Паасикоски покинул группу, сославшись на отсутствие дальнейшей мотивации.
Сразу после летних фестивалей Sonata Arctica c Паси Кауппиненом, заменившим Марко, начала работу над своим следующим студийным альбомом в сентябре 2013 года. Уже к Рождеству большая часть альбома была готова, а начало января 2014 Sonata Arctica ознаменовала туром, посвящённым 15-летнему юбилею группы. Тур проходил в Финляндии и Латинской Америке и включал в общей сложности 25 выступлений. Сэтлист группы включал в себя песни, написанные за всю карьеру и длился дольше обычного — около двух часов. После его окончания был выпущен восьмой альбом группы — Pariah's Child.
2 сентября 2014 года группы объявила о записи альбом A Tribute to Sonata Arctica, участие в котором приняли Xandria, Van Canto, Stream of Passion, Arven, Powerglove, Timeless Miracle и другие. Альбом был одобрен Тони Какко и выпущен 12 сентября 2015 года.
18 декабря 2015 года Sonata Arctica выпустила рождественский сингл Christmas Spirits.
В феврале 2016 года группа объявила о своих планах начать запись нового альбома и выпустить его в последнем квартале 2016 года. 21 июля Sonata Arctica официально объявила название альбома, представила обложку альбома и дату выпуска на своей странице в Facebook. Девятый студийный альбом, The Ninth Hour, был выпущен 7 октября 2016 года. Название альбома вдохновлено «Девятым часом», описанным в Библии, которое является моментом, когда люди должны жертвовать и раскаяться в соответствии с учениями книги. Обложка изображает утопическое единство технологий и природы.
