Birgitte Hjort Sørensen se hizo famosa internacionalmente con el papel de la periodista Katrine Fønsmark, uno de los personajes protagonistas de la premiada serie "Borgen", por la que fue nominada al Premio Robert (el equivalente al Goya danés) a la Mejor Actriz Protagonista en 2014 y a la Ninfa de Oro a la Mejor Actriz en una Serie Dramática en el Festival de Televisión de Montecarlo en 2013. La serie se vendió a más de setenta países, convirtiéndose en la serie danesa más vendida al extranjero hasta la fecha.

Más recientemente ha trabajado en la popular serie "Juego de tronos".

Este verano empezará a rodar una serie dramática de rock 'n' roll para HBO aún sin título, dirigida por Martin Scorsese a partir de un guión de Terence Winter y cuya producción ejecutiva corre a cargo de Mick Jagger y George Mastras.

En 2005 debutó en la televisión danesa en el drama "Ørnen: En krimi-odyssé" cuando estudiaba en la prestigiosa Escuela Nacional Danesa de Teatro. En 2007 llamó la atención de la crítica con su interpretación de Roxie Hart en la producción "Chicago", en el teatro Det Ny de Copenhague, que obtuvo un tremendo éxito y volvió a presentarse en Londres en 2008.

Ha trabajado en importantes series de televisión, como "Bluestone 42", de BBC Three, y en el remake de 2013 de "Miss Marple", en la que interpretaba a Greta Anderson.

La hemos visto en la gran pantalla en el thriller de ciencia-ficción Autómata, con Antonio Banderas, estrenado en el Festival de San Sebastián 2014. Fue nominada en 2013 a un Premio Bodil a la Mejor Actriz de Reparto por la Asociación de Críticos de Cine Daneses y ganó el Premio a la Mejor Actriz de Reparto en el Festival Internacional de Festroia por su trabajo en Alguien a quien amar. Ese mismo año actuó en la película noruega Karftidioten, con Stellan Skarsgård, Bruno Ganz y Pål Sverre Hagen.

En 2011 y 2012 protagonizó dos películas, Julie, basada en la obra "La Srta. Julia", de August Strindberg, y Marie Krøyer, por la que también fue nominada a un Premio Robert.

En 2009 fue nominada al Premio a la Mejor Actriz en el Festival Zulu y a un Robert por su trabajo en Ved verdens ende. En 2008 la vimos en el thriller Kandidaten y en la comedia Anja & Viktor: I medgang og modgang.

Actualmente reside en Copenhague.