İlk ve Orta öğretimini İzmir’de tamamladıktan sonra Başkent Üniversitesi Siyaset Bilimi ve Uluslararası İlişkiler Bölümünü bitirmiştir. 2002 yılında Dokuz Eylül Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü’nde Avrupa Birliği alanında yüksek lisans eğitimine başlamış ve bu dönemde Dokuz Eylül Üniversitesi İktisadi İdari Bilimler Fakültesi’nde Araştırma Görevlisi olarak çalışmıştır. 2006 yılında İstanbul Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü’nde Avrupa Birliği alanında başladığı doktora programını başarı ile tamamlamıştır. 2014 yılından bu yana Nişantaşı Üniversitesi İktisadi İdari ve Sosyal Bilimler Fakültesi, Uluslararası İlişkiler Bölümü’nde Öğretim Üyesi olarak çalışmaktadır.  Küresel güncel sorunlar, Avrupa Birliği ve Türkiye, entegrasyon teorisi ve uluslararası örgütler, küresel sistem krizleri, Türkiye’nin toplumsal yapısı verdiği dersler arasındadır.

2008- 2009 yılları arasında hibesi Avrupa Birliği’nden alınmış ve Kadıköy Belediyesi tarafından yürütülen kadınlara yönelik bir mesleki eğitim Projesi’nin koordinatörlüğünü yürütmüş; yine 2013- 2014 yılları arasında Demokrasi ve İnsan Hakları Eğitimi Programı kapsamında gerçekleştirilen bir Avrupa Birliği projesinde koordinatörlük görevini üstlenmiştir. Bunun yanı sıra farklı kurumlar tarafından fonlanan bir dizi projede araştırmacı, danışman sıfatıyla görev almaya devam etmektedir.

Pelin Sönmez, 2006 yılından bu yana Ekonomistler Platformu bünyesinde gönüllü olarak uluslararası ilişkiler ve ilgili proje çalışmalarını sürdürmektedir.