Sörensen 13 évig volt tagja a dán nemzeti tizenegynek, és több mint százszor öltötte magára a címeres mezt. A 36 esztendős kapus ott volt a 2002-es és a 2010-es vb-n, illetve a 2004-es Eb-n is.
Sörensen játszott a Sunderlandben és az Aston Villában is, mielőtt jelenlegi csapatához, a Stoke Cityhez igazolt.