Sørensen fikk prisen som årets nykommer under Komiprisen 2003. Hun hadde en statistrolle i høsten 2001 som TV-reporter. Høsten 2009 spillefilmdebuterte hun i , som ble regissert av Åsleik Engmark. For rollen ble hun nominert til Amandaprisen 2010 i klassen beste kvinnelige birolle. Hun spilte også i oppfølgeren, , i 2010. Våren 2011 hadde TV-serien premiere på NRK med Sørensen som manusforfatter og hovedrolleinnehaver. I en tiårsperiode fra høsten 2013 spilte hun rollen som Lisbeth Berg i TV-serien på NRK1, og i februar 2015 tok hun over etter Ingrid Gjessing Linhave som fast paneldeltaker i Under Komiprisen 2016 vant hun publikumsprisen .