Sun fréquente lycée Huaining dans le [[Xian de Huaining|comté de Huaining]], [[Anhui]], en Chine, avant d'être admis dans la classe spéciale pour jeunes doués de l'[[Universitéuniversité de sciences et technologie de Chine]] en 2002<ref name=":1">{{Lien web |titre=陈秀雄孙崧荣获维布伦奖 |url=https://www.ustcif.org/default.php/content/4053/ |série=University of Science and Technology of China Initiative Foundation |date=2018-11-20 |consulté le=2019-04-09}}.</ref>. Après avoir obtenu un baccalauréat en sciences en 2006, il poursuit des études à l'[[université du Wisconsin à Madison]], où il obtient un doctorat en mathématiques en 2010<ref name=":1" />{{,}}<ref name="stonybrook">{{Lien web |titre=Song Sun Awarded Prestigious Sloan Fellowship for Mathematics |url=https://news.stonybrook.edu/newsroom/press-release/general/2182014songsun/ |série=Stony Brook University |date=2014-02-18 |consulté le=2019-04-03}}</ref> avec une thèse dirigée par [[Xiuxiong Chen]] et intitulée {{Citation étrangère|langue=en|[[Théorème de Kempf-Ness|Kempf-Ness theorem]] and uniqueness of extremal metrics}}<ref name="nodak">{{MathGenealogy|144609|Song Sun}}.</ref>.
Sun travaille comme chercheur associé à l'[[Imperial College London|Imperial College de Londres]] avant de devenir professeur assistant à l'[[Université d'État de New York à Stony Brook|Universitéuniversité Stony Brook]] en 2013<ref name="stonybrook"/>. Il reçoit une [[Bourse Sloan|bourse de recherche Sloan]] en 2014<ref name="stonybrook" />. En 2018, il a est nommé professeur associé au département de mathématiques de l'[[Universitéuniversité de Californie à Berkeley]]<ref name="berkeley">{{Lien web |titre=Song Sun |url=https://math.berkeley.edu/people/faculty/song-sun |série=Department of Mathematics, University of California Berkeley |consulté le=2019-04-03}}.</ref>.