Han har i alt spillet 249 superliga-kampe for tre klubber fra 1991 til 2004.[2]
AGF
Allerede som 13-årig skiftede Palle Sørensen fra barndomsklubben Odder IGF og 20 km nordpå til Fredensvang og AGF. Her spillede han i tre år som ungdomsspiller, inden han som 16-årig fik sin første kontrakt med AGF.[3] I sine godt ti år i AGF nåede han han vinde ét Junior-DM og 2 pokalfinaler og spille 110 kampe i Superligaen[2].
I perioden 1988 til 1993 spillede han 29 kampe for to forskellige ungdomslandshold. Det højeste Sørensen har været med DBU's landshold, var da han i 2001 blev udtaget til Ligalandsholdet og opnåede to uofficielle landskampe.[5]
Spillerforeningen
Da Søren Colding skiftede til tysk fodbold i 2002, blev Palle Sørensen hans afløser som formand for LO-fagforeningen Spillerforeningen. Her virkede han indtil 2005, hvor han blev direktør i håndboldklubben SK Aarhus. Peter Møller afløste ham på formandsposten.[6]