miejscu.
W sezonie 2009 Marco zaangażował się w Północnoeuropejski, a także Europejski Puchar Formuły Renault. Reprezentując niemiecką ekipę Motopark Academy, w pierwszej z nich pięciokrotnie mieścił się w czołowej trójce, z czego raz sięgnął po zwycięstwo (w ostatnim wyścigu, na belgijskim torze Spa-Francorchamps). W drugiej z serii wyniki Duńczyka były wyraźnie słabsze. Sørensen pięciokrotnie zdobywał punkty, a najlepszy wynik odnotował w pierwszym wyścigu, na niemieckim torze Nürburgring, gdzie był szósty. Ostatecznie rywalizację ukończył odpowiednio na 3. i 15. pozycji.
Formuła 3 W latach 2010–2011 Duńczyk brał udział w Niemieckiej Formule 3. Ścigając się w zespole Brandl Motorsport, Marco wystartował w ośmiu wyścigach. Po punkty sięgnął w czterech startach, a podczas pierwszego wyścigu na Nürburgringu, startując z pierwszego pola startowego, zajął najniższy stopień podium. Zdobyte punkty uplasowały go na 11. miejscu. W drugim sezonie współpracy z niemiecką ekipą, Sørensen pewnie sięgnął po tytuł wicemistrzowski, ustępując jedynie dominującemu Nowozelandczykowi Richie Stanaway’owi. Duńczyk stawał na podium we wszystkich startach (nie wystartował w Assen), dwukrotnie przy tym odnosząc wygraną (na Spa-Francorchamps i Lausitzringu).