25 января – ИА SM.News. В 3-м раунде драфта НХЛ 2014 года был выбран клубом «Нью-Йорк Айлендерс» под общим 78-м номером, однако остался в Новокузнецке.
В 2014 году Илья перешёл в московский ЦСКА и сезоне 2015/16 стал первым номером в воротах ЦСКА. В 2016 году 20-летний Сорокин был вызван в сборную на чемпионат мира в России. На турнире Сорокин сыграл 76 минут, включая полный сухой матч против Норвегии и стал бронзовым призёром.
В 2018 году был включён в состав сборной России на зимние Олимпийские игры в Пхёнчхане и стал олимпийским чемпионом. Основным вратарём сборной на турнире был опытный Василий Кошечкин, 22-летний Сорокин сыграл только один период в матче группового этапа против Словении, выйдя на площадку при счёте 6:1 в пользу России.
13 июля 2020 года подписал однолетний контракт с клубом НХЛ «Нью-Йорк Айлендерс».