Escribe unha continuación para este parágrafo - En 2017, Sun competiu nos Campionatos do Mundo. Nos 200 metros estilo libre
Sun gañou o ouro cun tempo de 1:44.39, establecendo un novo récord nacional asiático e chinés. No 400 metros estilo libre, gañou o ouro cun tempo de 3:41.38, terminando 2.47 segundos por diante do subcampión Mack Horton e gañando o seu terceiro título mundial de 400 metros estilo libre consecutivo. Sun terminou quinto nos 800 metros estilo libre, non defendendo o seu título. Retirouse dos 1500 metros estilo libre.