Tuliskan kelanjutan untuk paragraf ini - Sun berkompetisi untuk China di Olimpiade Musim Panas 2008. Pada tahun 2010, ia memenangkan 1500 meter gaya bebas di Asian Games, menetapkan rekor Asia baru. Pada Kejuaraan Dunia 2011, ia mengalahkan rekor dunia 1500 meter gaya bebas, yang sebelumnya dipegang oleh Grant Hackett pada tahun 2001 dan rekor dunia terpanjang yang dipegang dalam berenang pada saat itu. Sun memenangkan medali emas di 400 dan 1500 meter gaya bebas
di Olimpiade Musim Panas 2012. Pada Kejuaraan Dunia 2013, ia menjadi perenang kedua, setelah Hackett, untuk memenangkan medali emas di semua tiga acara gaya bebas jarak jauh (400, 800, dan 1500 meter) dalam satu Kejuaraan Dunia.