W momencie, gdy wracał do Odense w 1946 roku, zespół znajdował się w drugiej lidze. Sørensen pomógł swojemu zespołowi z powrotem awansować do najwyższej klasy rozgrywkowej już w pierwszym roku. Został wybrany do duńskiej drużyny na Letnie Igrzyska Olimpijskie 1948, gdzie występował z późniejszymi gwiazdami europejskiej piłki Johnem Hansenem, Karlem Aage Præstem i Karlem Aage Hansenem. W turnieju zagrał jeden mecz i zdobył jedną bramkę. Dania zdobyła 3. miejsce pokonując 5-3 reprezentację Wielkiej Brytanii. Jeszcze przed podpisaniem profesjonalnego kontraktu z Atalantą, w sezonie 1948-49 został najlepszym strzelcem ligi z 16 golami na koncie. Jako profesjonalista nie miał już możliwości grać dla amatorskiej reprezentacji Danii. W okresie od czerwca 1946 do czerwca 1949 w barwach narodowych rozegrał 14 meczów i zdobył 8 bramek.
Kariera zawodowa W 1949 roku Sørensen wraz z kolegą z olimpijskiej drużyny Karlem Aage Hansenem dołączył do zespołu Atalanty BC z włoskiej Serie A. Transfer Leschly’ego nastąpił w wyniku polecenia go właśnie przez Hansena. Pierwszy występ Sørensena w drużynie Nerazzurri to mecz towarzyski z jego byłą drużyną Odense na Odense stadion.