Sönmez, kısa sürede WTA seviyesine de ulaştı. Sönmez'i Türkiye'de geniş kitlelere tanıtan asıl sıçrama ise 3 Kasım 2024'te Meksika'daki Merida Open ile geldi. Sönmez, ABD'li rakibi Ann Li'yi 6-2, 6-1 yenerek WTA düzeyindeki ilk tekler şampiyonluğunu kazandı.
Zeynep Sönmez'in bu zaferi, Türk tenisinde Çağla Büyükakçay'dan (2016) bu yana yeni bir WTA şampiyonluğu anlamına da geldi!
Grand Slam performanslarıyla öne çıkan Sönmez, 2024 Roland Garros’ta kariyerinde ilk kez ana tabloya kalma başarısı gösterdi. Aynı zamanda Wimbledon ve Amerika Açık elemelerinde de final turlarına kadar yükselmeyi başardı. Grand Slam sahnesindeki görünürlüğünü 2025'te Wimbledon'da üçüncü tura çıkarak güçlendiren Sönmez, Çinli rakibi Wang Xinyu'yu 7-5, 7-5 yenerek Open Era'da üçüncü tura çıkan ilk Türk tenisçi olmayı başardı.
2025 sezonunda ayrıca ABD Açık'ta ikinci tura çıkması da kariyerinde önemli bir kilometre taşı oldu.