Pia Sundhage inledde karriären i hemmaklubben IFK Ulricehamn, men det var med Jitex BK hon nådde störst framgångar. Trots sejourer i flera andra lag, återkom hon flera gånger till Jitex där hon också vann SM fyra gånger och Svenska cupen två gånger.
Under tiden i Hammarby arbetade Sundhage tidvis som spelande tränare. Efter att den aktiva karriären var slut fortsatte hon som tränare. Hon inledde med en rad uppdrag som assisterande tränare innan hon fick sitt första huvuduppdrag för amerikanska Boston Breakers.
Efter en sejour i KIF Örebro fick hon 2007 tjänsten som assisterande förbundskapten för Kina, där Marika Domanski Lyfors var huvudansvarig.
November 2007 tog hon över USA:s landslag efter Greg Ryan. Laget tog därefter guld vid Olympiska spelen 2008 genom att i finalen besegra Brasilien. År 2012 tog man guld vid OS i London. Detta gjorde sedermera att hon utsågs till årets damtränare vid FIFA-galan i januari 2013.
Sedan 2012 leder Pia Sundhage Sveriges damlandslag.
Pia har fått förhinder att fysiskt närvara men deltar via film.