Sorensen aventajó en treinta segundos al italiano Simone Stortoni, su compañero en una larga escapada durante la octava etapa.
Con niebla y mucha humedad a una altura de 1.668 metros, los favoritos del Giro llegaron a la meta un minuto después que los fugados, al término de los 189 kilómetros de recorrido.
Un grupo de 17 corredores se formó en el kilómetro 76, de tal manera que abrió la carrera para prensentarse a la última subida con una ventaja de más de dos minutos respecto al grueso del pelotón, pese a los esfuerzos del francés Thomas Voeckler.
En la ascensión, de unos 15 kilómetros, Stortoni lanzó un ataque a diez kilómetros de la meta, que Sorensen cortó a falta de seis.
El español Xavier Tondo, el gregario de Carlos Sastre en la montaña, salió del grupo de los favoritos sobre el final para conseguir la tercera plaza de la etapa, por delante del ruso Evgueni Petrov.
El danés, de 25 años de edad, logró su primera etapa en el Giro y se confirmó como líder de su formación, tras las ausencias de los hermanos luxemburgueses Frank y Andy Schleck.
La novena etapa de la vuelta italiana recorrerá el lunes unos 187 kilómetros en total entre las localidades de Frosinone y Cava de Tirreni, al sur del país.