Henie vant sin første større konkurranse allerede som tiåring, da hun vant norgesmesterskapet i kunstløp. Under de første olympiske vinterleker i Chamonix i 1924 endte hun på åttendeplass av åtte deltagere, i en alder av 11. Faren klagde høylytt over resultatet, og mente at datteren ikke hadde blitt tatt på alvor. Henie vant sitt første verdensmesterskap i 1927 som 14-åring. Det påfølgende året vant hun sitt første OL-gull, og forsvarte tittelen i 1932 og 1936. Hun vant til sammen ti verdensmesterskap på rad, det siste i 1936. Hun vant også seks europamesterskap på rad fra 1931 til 1936. Ingen andre kunstløpere har vunnet tre OL-gull på rad etter at Sonja Henie gjorde det.