Sorín begynte karrieren i Buenos Aires-klubben Argentinos Juniors. Han ble kjøpt av Juventus, men fikk lite spilletid, og dro snart tilbake til Argentina. I 1996 gikk Sorín til River Plate, og vant flere titler med klubben, blant annet tre seriemesterskap (1996, 1997 og 1999).
I 2000 ble han solgt til den brasilianske klubben Cruzeiro. Her spilte han i to og et halvt år, før turen igjen gikk til Europa. Han spilte en og en halv sesong i Lazio før han ble kjøpt av FC Barcelona.
Sommeren 2003 forlot han Nou Camp og flyttet til Frankrike for å spille for Paris Saint-Germain, der han vant den franske cupen. I 2004 returnerte han til Cruzeiro, men ble senere solgt til spanske Villarreal.
Sorín var med i landslagstroppen til VM 2002 i Korea/Japan, der Argentina ikke gikk videre fra gruppespillet. Sorín var kaptein på Argentinas landslag under VM 2006 i Tyskland.
