S. P. L. Sørensen sündis 1868. aastal Taanis Havrebjergis. Talupojana alustas ta 18-aastaselt õpinguid Kopenhaageni ülikoolis. Ta tahtis teha karjääri meditsiinis, kuid keemiku S. M. Jørgenseni mõju all otsustas ta keemiasse vahetada. Doktoriõppe ajal töötas ta Taani Politeknikainstituudi laboratooriumis keemia assistendina, aitas Taani geoloogilises uuringus ja töötas ka Kuningliku Mereväe Sadama konsultandina. Ta oli abielus kaks korda. Tema teine naine oli Margrethe Høyrup Sørensen, kes töötas koos temaga tema õpingutes.
Kopenhaageni ülikool