В 2001 году после неудачи сборной Китая на Олимпиаде-2000 в Сиднее, где китаянки выбыли из борьбы за медали уже на четвертьфинальной стадии, новый главный тренер национальной команды Чэнь Чжунхэ произвёл в ней серьёзные перестановки, связанные с привлечением в состав новых молодых игроков, в числе которых оказалась и Сун Нина, ставшая в сборной дублёром выдающейся связующей Фэн Кунь. За национальную команду спортсменка выступала на протяжении 6 сезонов и выиграла с ней «золото» Олимпиады-2004, Кубка мира 2003, Гран-при 2003, Всемирного Кубка чемпионов 2001, а также по два раза побеждала на Азиатских играх и чемпионатах Азии.