Sørlie debuteerde voor Noorwegen in 1997 en speelde sindsdien 215 wedstrijden, waarin ze 598 keer scoorde. In 2000 volgde ze Kjersti Grini op als aanvoerster en vervulde die rol tot Gro Hammerseng die taak in 2003 van haar overnam. Sørlie is drievoudig Europees kampioen (1998, 2004 en 2006), wereldkampioen (1999) en Olympisch kampioen (2008).