Соня начала свою карьеру в «Црвене звезде». С 2006 года играла за команду «УБ-Барса» из Испании. В сезоне 2007/2008 года Петрович выступала за Французский клуб «Бурж».
В 2008 году подписала контракт с клубом «Спарта&К», где стала два раза чемпионом Евролиги в 2009 и 2010 году[1].
В 2014 году Соня Петрович подписала контракт с клубом «УСК Прага», с которым в 2015 году снова стала чемпионом Евролиги.