À partir de 2013, elle participe de plus en plus à des courses sur route. Cette année-là, elle est notamment meilleur jeune de l'Emakumeen Bira, une course par étapes espagnole. En 2014, au championnat d'Europe sur route espoirs, elle part en échappée avec Elena Cecchini et Annabelle Dreville. Les trois coureuses se disputent la victoire au sprint. Elena Cecchini se redresse pour célébrer sa victoire mais s'aperçoit trop tard que Sabrina Stultiens la remonte. La Néerlandaise est donc championne d'Europe[1],[2]. En 2017, elle devient championne du monde du contre-la-montre par équipes avec son équipe Sunweb.
En 2018, à la Flèche wallonne, Sabrina Stultiens prend une septième place en haut du mur de Huy[3],[4]. Elle est ensuite sixième de Liège-Bastogne-Liège[5]. À l'Emakumeen Euskal Bira, sur la première étape, au deuxième prix des monts, c'est Anna van der Breggen qui passe en premier au sommet. Annemiek van Vleuten place ensuite plusieurs accélérations. Elle est suivie par Olga Zabelinskaya, Sabrina Stultiens, Ashleigh Moolman et Anna van der Breggen. Au kilomètre, Sabrina Stultiens profite du marquage entre Annemiek van Vleuten et Anna van der Breggen pour partir et s'imposer seule[6],[7]. Il s'agit de sa première victoire sur l'UCI World Tour et de sa première victoire professionnelle. En , elle chute la veille du départ du Tour cycliste féminin international de l'Ardèche et subit une grave commotion cérébrale, qui la prive de compétition pour toute l'année 2019[8].
À la Classique de Saint-Sébastien, dans la dernière difficulté, Annemiek van Vleuten et Sabrina Stultiens reviennent sur la tête de course. Stultiens finit quatrième[9]. Au Tour de l'Ardèche, Sabrina Stultiens attaque seule au kilomètre vingt sur la troisième étape. Son avance culmine à quatre minutes vingt-cinq. Elle est reprise au kilomètre cent-un[10].