Twórczość Pierwszy sukces osiągnął już w latach 80. kwartetami smyczkowymi: Alman (1984), Adieu (1986), Angels’ Music (1988) i Schrie und Melancholie (1994), które nadal zaliczane są do jednych z najważniejszych dzieł kompozytora. W latach 90. zaczął odchodzić od muzyki kameralnej, sięgając po duże formy orkiestrowe. W 1992 skomponował The Echoing Garden na orkiestrę z chórem i solistami do tekstów Szekspira, Cohena i Rilkego, a rok później koncert skrzypcowy Sterbende Gärten, który w 1996 otrzymał nagrodę muzyczną Rady Nordyckiej. Następne bardziej znaczące kompozycje to m.in. koncert Birds and Bells na puzon i 14 instrumentów (1995), Symfonia (1996) oraz koncert fortepianowy La Notte (1998).
W 2008 ukończył swój niezwykły utwór Sounds Like You, w zamierzeniu którego publiczność sal koncertowych w Bergen i Kopenhadze staje się jednym z wykonawców. Ogromnym sukcesem okazał się jego koncert potrójny L'isola della città na wielką orkiestrę i trio fortepianowe (2015), określony przez krytykę jako kompozycja „ogłuszająco cicha”. Utwór ten przyniósł Sørensenowi w 2018 prestiżową nagrodę Grawemeyer Award for Music Composition.