Sione Kalamafoni commence à jouer au rugby dans son pays natal, avant de mettre entre parenthèse cette pratique à l'âge de 19 ans pour effectuer une mission mormone aux États-Unis[3].
Il commence sa carrière professionnelle en 2010 lorsqu'il signe avec le club anglais de Nottingham qui évolue en RFU Championship (D2 anglaise)[4]. Il s'impose rapidement par sa puissance physique et sa capacité de pénétration[5].
En 2012, il rejoint le club de Gloucester en Aviva Premiership[6]. Il prolonge son contrat pour trois saisons supplémentaires en 2013[7].
En fin de contrat avec Gloucester en 2017, il rejoint à l'intersaison les Leicester Tigers[8].
En 2020, il rejoint la province galloise des Scarlets, évoluant alors en Pro14, puis en United Rugby Championship à partir de 2021[9]. Il annonce quitter l'équipe au terme de la saison 2022-2023, après trois saisons au pays de Galles[10].
En , il est annoncé qu'il s'engage avec le RC Vannes en Pro D2, sur la base d'un contrat de deux saisons[11],[12]. En 2024, il est titulaire au poste de troisième ligne centre lors de la finale que son équipe remporte face au FC Grenoble, participant ainsi à l'accession de son club au Top 14[13],[14].
Il participe à la Coupe du monde 2011 en Nouvelle-Zélande. Il dispute alors quatre matchs contre la Nouvelle-Zélande, le Canada, le Japon et la France[2]. Il est d'ailleurs élu homme du match lors de la victoire historique de son équipe face à la France[15].
