Han arbeidet som lærer i sin hjemby Christiansand og i Strømsø i Drammen, før han i 1797 ble sokneprest i Risør. I 1804 ble han forfremmet til stiftsprost i Christiansand. 11. april 1811 ble han innviet til biskop i Christiansand Stift, Sørenssen var den siste norske biskop som ble innviet i København. Stiftet tilsvarte dengang agderfylkene og Rogaland i størrelse.