Po penzionisanju legendarnog Petera Schmeichela 2002. godine, Sorensen je postao prvi golman Danaca, a nastupio je na Svjetskim prvenstvima 2002. u Japanu i Južnoj Koreji, te 2010. u JAR-u. Samo je jednom, i to 2004. u Portugalu, branio danski gol na kontinentalnoj smotri, a ovogodišnji Euro u Ukrajini i Poljskoj propustio je zbog povrede leđa zadobivene u pripremnoj utakmici protiv Brazila u maju.
"Bila je to teška odluka. Nacionalna ekipa mi je jako puno značila od početaka moje reprezentativne karijere i uvijek je bila bitan dio mog života. Imam 36 godina i sve teže podnosim napore igranja za klub i reprezentaciju", stoji u Sorensenovoj izjavi za medije.
Ukupno je Sorensen ubilježio 101 nastup za Dansku, a debitirao je protiv Izraela 1999. godine. Jubilarni 100. ostvaren je u martu ove godine protiv Rusije, a posljednji je bio spomenuti sraz s Brazilcima u maju.