Né en 1963 à Oslo, Per-Olav Sørensen est un réalisateur, scénariste et producteur norvégien, également journaliste de formation. Il s'impose d'abord comme metteur en scène de théâtre multirécompensé avant de se consacrer pleinement à l'écran. Il réalise plusieurs longs métrages norvégiens, dont la comédie musicale sans dialogue Ta meg med! et People in the Sun (2011), avant de se distinguer à la télévision avec la série Halvbroren (2013), adaptation du roman de Lars Saabye Christensen. Il devient l'un des réalisateurs les plus demandés du paysage scandinave contemporain en signant Quicksand (2019) et Nobel pour la Suède et la Norvège, avant de commencer à collaborer directement avec Netflix à partir de 2018 sur des productions comme Home for Christmas, The Playlist, ou la minisérie événement Kampen om tungtvannet (The Heavy Water War / The Saboteurs), consacrée au sabotage norvégien de l'eau lourde pendant la Seconde Guerre mondiale. Il coréalise également le long métrage Royalteen (2022) avec Emilie K. Beck, ainsi que la série A Storm for Christmas. En 2024, sa série Midsummer Night atteint la première place mondiale du classement Netflix. Il met par ailleurs en scène en 2022 et 2023 une production de Peer Gynt d'Ibsen à Gålå, qui devient un immense succès populaire en Norvège.
Sørensen s'est imposé comme un artisan polyvalent du drame scandinave contemporain, capable de conjuguer grande fresque historique, thriller psychologique et récit adolescent, avec un soin constant apporté à la direction d'acteurs, hérité de sa formation théâtrale.
Ses productions télévisuelles ont été récompensées à de multiples reprises, notamment par le Prix Europa, la Rose d'Or, le Prix Italia, plusieurs FIPA Awards, le Seoul International TV Award, le prix suédois Kristallen, ainsi que plusieurs Gullruten, la plus haute distinction télévisuelle norvégienne.
Il a coréalisé Royalteen avec la réalisatrice norvégienne Emilie K. Beck, avec laquelle il partage également le développement de plusieurs projets destinés à Netflix.
Son œuvre revient sur la jeunesse confrontée à des secrets de famille ou à des pressions sociales, ainsi que sur des épisodes marquants de l'histoire norvégienne, notamment autour de la Seconde Guerre mondiale et de la Résistance.