Han debuterte med boken Poul Sørensen. En Bog paa Vers. i 1940. Blant hans visetekster hører Dit Hjerte er i Fare, Andresen fra 1936 til Osvald Helmuth og «Solitudevej» fra 1953 til Elga Olga Svendsen. Sørensen skrev også alvorlig lyrikk i bokform, for eksempel April i Danmark (1942), Europadigte (1947) og Vintervers (1956), og Barske børnerim (1953) og Pessimistens psalmebog (1971). Han oversatte også engelske og amerikanske skuespill i tillegg til moderne amerikansk lyrikk og Heinrich Heines kjærlighedsdikt.[3]