Sun Tiantian startowała w grze pojedynczej we wszystkich turniejach wielkoszlemowych, nie udało się jej jeszcze awansować dalej niż do II rundy.
Poza igrzyskami olimpijskimi barwy narodowe reprezentuje w Pucharze Federacji. Debiutowała w 2001. Gra głównie w deblu z Li Ting, ale sporadycznie jest także wystawiana do gier singlowych (m.in. pokonała Indonezyjkę Wynne Prakusyę). Do czerwca 2006 bilans jej występów w Pucharze Federacji to 14 zwycięstw i 3 porażki.
Pierwsze zwycięstwo singlowe odniosła w 2006 roku w Taszkencie, pokonując w finale Irodę Tulyaganovą z Uzbekistanu.
Wspólnie z Nenadem Zimonjiciem zwyciężyli Australian Open 2008 w mikście.
Wygrane turnieje gra pojedyncza (1) LpRokTurniejFinalistkaWynik 1. 2006 Taszkent Iroda Tulyaganova 6:2, 6:4
gra podwójna (12) LpRokTurniejPartnerkaFinalistkiWynik 1. 2003 Wiedeń Li Ting Yan Zi Zheng Jie 6:3, 6:4 2. 2003 Québec Li Ting Els Callens Meilen Tu 6:3, 6:3 3. 2003 Pattaya Li Ting Wynne Prakusya Angelique Widjaja 6:4, 6:3 4. 2004 IO Ateny Li Ting Conchita Martínez Virginia Ruano Pascual 6:3, 6:3 5. 2004 Kanton Li Ting Yang Shujing Yu Ying 6:4, 6:1 6. 2005 Estoril Li Ting Michaëlla Krajicek Henrieta Nagyová 6:3, 6:1 7. 2006 Pattaya Li Ting Yan Zi Zheng Jie 3:6, 6:1, 7:6(5) 8. 2006 Estoril Li Ting Gisela Dulko María Sánchez Lorenzo 6:2, 6:2 9.