Sui begon in 2001 met kunstschaatsen. Boven haar oma's wasstraat woonde kunstschaatscoach Wang Junxiang; toen ze ontdekte wat voor werk hij deed, wilde Sui die sport ook gaan doen.[2][3] Ze werd in 2007 gekoppeld aan haar schaatspartner Han Cong.
Sui en Han, buiten het ijs geen stel[4], maakten in het seizoen 2009/10 hun internationale debuut en werden gelijk wereldkampioen bij de junioren. Ze veroverden in de jaren erop nog twee keer de wereldtitel voor junioren (2011, 2012). Begin 2011 deden ze mee aan de Aziatische Winterspelen in Astana. Sui en Han wonnen er de zilveren medaille, achter landgenoten Pang Qing en Tong Jian. De succesreeks zette zich in 2012 voort met de gouden medaille bij de viercontinentenkampioenschappen. Door een groeispurt bij Sui moest het duo het grootste deel van het seizoen 2012/13 overslaan en miste daardoor ook de Olympische Winterspelen in Sotsji.[5] In 2014 wonnen ze voor de tweede keer de viercontinentenkampioenschappen, gevolgd door het derde goud in 2016. Sui en Han bemachtigden daarnaast zowel in 2015 als in 2016 de zilveren medaille bij de wereldkampioenschappen. In mei 2016 werd Sui aan haar rechterenkel en linkervoet geopereerd. De twee moesten hierdoor weer het eerste deel van het seizoen 2016/17 missen.[6] In februari 2017 wonnen ze voor de vierde keer de viercontinentenkampioenschappen, een maand later gevolgd door de wereldtitel.
Na de Olympische Spelen in Peking deden Han en Sui niet mee aan internationale wedstrijden. In augustus 2023 maakte Han bekend dat hij definitief was gestopt. Sui gaf aan zijn besluit te respecteren.
