Le , Sanderson est prêté à Cardiff City jusqu'à la fin de la saison[3]. Il découvre alors le Championship, la deuxième division anglaise, jouant son premier match pour Cardiff dans cette compétition, le 25 février 2020, contre Nottingham Forrest. Il est titularisé au poste d'arrière droit et son équipe s'incline par un but à zéro[4].
Dion Sanderson prolonge avec les Wolves jusqu'en 2022 avant d'être prêté à Sunderland AFC le [5].
Le , après avoir signé un nouveau contrat de quatre ans avec Wolverhampton, Dion Sanderson est prêté à Birmingham City[6]. Il joue son premier match pour Birmingham le 24 août 2021, lors d'un match de coupe de la Ligue anglaise face à Fulham FC. Il est titularisé dans une défense à trois centraux et son équipe s'incline par deux buts à zéro[7],[8].
Le 5 juillet 2022, Dion Sanderson est de nouveau prêté à Birmingham City[10].
Le 15 juillet 2023, Dion Sanderson s'engage définitivement avec Birmingham City. Il signe un contrat de quatre ans, soit jusqu'en juin 2027[11]. Début août 2023, Sanderson est nommé capitaine de Birmingham City[12].
En avril 2024, Sanderson est déchu de son rôle de capitaine de Birmingham City pour des raisons disciplinaires en dehors du club[13].
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