Frederik Sørensen (Roskilde, Dinamarca, 14 de abril de 1992), es un futbolista danés. Juega de defensa y su equipo actual es el F. C. Colonia de la Bundesliga de Alemania.
Sørensen inició su carrera como futbolista en las categorías inferiores del Lyngby Boldklub. Dio el salto al fútbol profesional en el verano de 2010, cuando fue cedido en préstamo a la Juventus. Su debut con el equipo bianconero se produjo el 7 de noviembre de 2010, en la victoria de su club por 3-1 sobre el A. C. Cesena. El 17 de enero de 2012 el club turinés anunció el traspaso en copropiedad del jugador al Bologna a cambio de 2,5 millones de euros y Saphir Taïder. El 29 de agosto de 2014 fue cedido en préstamo al Hellas Verona.
Ha sido internacional con la selección de fútbol de Dinamarca sub-21. Debutó el 10 de agosto de 2011, en un encuentro amistosos ante la selección sub-21 de Polonia que finalizó con marcador de 1-0 a favor de los polacos.