Тяньтянь впервые сыграла международные соревнования осенью 1995 года, приняв участие в небольшом китайском юниорском турнире. Дебют во взрослом туре состоялся ещё через четыре года: Сунь сходу прошла квалификацию на грунтовом 25-тысячнике в Сарасоте. В 2000-01 годах выступления во взрослом туре становятся куда более регулярными, что позволяет достаточно быстро подняться в рейтинге в четвёртую сотню и начать побеждать на небольших турнирах.
В 2002-03 годах китаянка постепенно всё более стабилизирует результаты, что позволяет ей подняться в Top200 и на Australian Open-2003 впервые сыграть в квалификации турнира Большого шлема; в том году Сунь дважды принимает участие в подобных соревнованиях и каждый раз пробивается в основу. Летом того года Тяньтянь выходит в свой первый более-менее крупный финал соревнования профессионального тура: из квалификации она добралась до титульного матча 50-тысячника в Модене, попутно обыграв двух игроков Top100 и уступив лишь Мелинде Цинк.
В 2004 году китаянка выигрывает свой первый матч в основных сетках турниров Большого шлема: на Уимблдоне ей удаётся переиграть Татьяну Гарбин. Через год Сунь впервые доходит до четвертьфиналов соревнований WTA: сначала в Хайдарабаде, а затем в Пекине (домашний успех оказался наиболее статусным — один из двух матчей был выигран у действующего игрока Top10: американки Серены Уильямс).
2006 год приносит первый титул на турнирах WTA: на мало престижном турнире в Ташкенте китаянка за пять матчей уступает лишь сет (Марии Корытцевой в первом раунде). Эта победа, в сочетании с общей стабильностью выступлений, позволяет ей единственный раз в карьере закончить год в числе сотни сильнейших теннисисток мира. В августе того года Тяньтянь одерживает свою вторую и последнюю победу над игроком Top10: в августе, на турнире в Коннектикуте она отдаёт лишь четыре гейма швейцарке Патти Шнидер.
В 2007-09 годах Тяньтянь постепенно сдаёт свои позиции в одиночных соревнованиях, а возможность играть на высшем уровне парные состязания не даёт ей особого шанса быстро подняться обратно.
Парные турниры
Параллельно с одиночной карьерой китаянка активно играет и парные турниры. Сменив несколько партнёрш осенью 2002 года она образует альянс с Ли Тин. Уже на своём первом турнире WTA они добираются до полуфинала, а уже со следующего сезона становятся одними из серьёзных соперниц в парных турнирах любого уровня: в сезоне-2003 китаянки выигрывают десяток совместных титулов, в том числе трижды побеждая на соревнованиях WTA. Следующие несколько лет они постепенно улучшают свои результаты и на более крупных турнирах: в 2004 году удаётся выиграть Олимпийский турнир и добраться до полуфиналов крупных турниров в Майами и Риме; год спустя, обыграв две сеяные пары, китаянки на Roland Garros впервые доходят до четвертьфинала турнира Большого шлема.
В 2007 году дуэт с Ли распадается: Тин вскоре завершает карьеру, а Тяньтянь пробует свои силы в альянсах с другими партнёршами. Вместе с Сунь Шэннань и Еленой Лиховцевой она доходит до четвертьфиналов турниров Большого шлема (в Австралии и на Уимблдоне), а в паре с Пэн Шуай достигает своего единственного финала соревнования первой категории (в Чарлстоне). Сезон завершается серией из трёх финалов, два последних из которых завоёваны вместе с соотечественницей Янь Цзы.
В 2008 году Сунь проводит большую часть сезона в альянсе с Пэн Шуай: девушки выигрывают один титул и добиваются полуфинала на турнире в Риме. Через год парные результаты заметно падают, что позволяет Тяньтянь попытаться наладить результаты в одиночном разряде, но после года сравнительных неудач в обеих группах турнира китаянка принимает решение завершить активную карьеру игрока.
В последние годы своей карьеры Сунь стала показывать неплохие результаты и в соревнованиях смешанных пар: в 2007 году, вместе с австрийцем Юлианом Ноулом она добралась до четвертьфинала на австралийском турнире Большого шлема и полуфинала во Франции, а год спустя, уже в альянсе с сербом Ненадом Зимоничем, стала первой китаянкой, выигравшей соревнование этой серии. В четвертьфинале того турнира переиграна пара Кара Блэк / Пол Хенли, а в финале — Саня Мирза и Махеш Бхупати.
Сборная и национальные турниры
С 2001 по 2009 годы Тяньтянь регулярно играла за национальную команду в Кубке Федерации, приняв за это время участие в 19 матчевых встречах, в которых было проведено 26 игр (по восемь побед в одиночном и парном разрядах). В 2005-08 годах при её участии китаянки прошли путь от игр в региональной зоне до полуфинала турнира.
В 2006 году Сунь представляла свою страну на играх XV летней Азиады. Тянь заработала на том соревновании две бронзовые медали: в женском парном турнире (вместе с Ли Тин) она уступила в полуфинале тайваньским китаянкам Латише Чан и Чжуан Цзяжун, а в соревновании смешанных пар (вместе с Юй Синьюанем) проиграла на этой стадии Сане Мирзе и Леандру Паесу.
Дважды Тяньтянь отбиралась в Олимпийский теннисный турнир. В 2008 году их дуэт с Пэн Шуай уступил уже на старте, а вот за четыре года до того, вместе с Ли Тин, она удивила многих обозревателей, завоевав первую в истории своей страны олимпийскую медаль в теннисе. Причём уже в первом круге для этого им пришлось обыграть одну из сильнейших теннисисток в истории женских парных олимпийских турниров Винус Уильямс, для которой то поражение стало единственным за четыре участия в подобных соревнованиях. Американка, правда, тогда выступала не со своей сестрой Сереной, а с Чандой Рубин. В полуфинале и финале Ли и Сунь обыграли национальные дуэты с участием двух сильнейших парных теннисисток того периода — аргентинки Паолы Суарес и испанки Вирхинии Руано Паскуаль.
История выступления Ли Тин и Сунь Тяньтянь на Олимпийских играх 2004 года
.svg){kind=small}
.svg){kind=small}
.svg){kind=small}
.svg){kind=small}
