Lehraufträge in den Fächern Elementare Musikpädagogik, Musik- und Bewegungserziehung und Instrumentalpädagogik führten sie ab 1999 an die Hochschule für Musik Augsburg, Universität Augsburg und der Technischen Universität München, in Musik- und Tanzprojekte mit Jugendlichen in Mexiko, ins Westjordanland, die Türkei u.a., in Tanzstudios, als Musikpädagogin an Schulen der Grund- und Sekundarstufe und in die Lehrerfortbildung. 2002 bis 2006 war sie als Wissenschaftliche Mitarbeiterin für Musikpädagogik an der Hochschule für Musik Nürnberg-Augsburg, Standort Augsburg tätig und wechselte von 2006-2011 als Universitätslehrerin für Elementare Musikpädagogik an die Anton-Bruckner-Privatuniversität nach Linz.

Während des Auslandsaufenthaltes in Puebla (Mexiko) von 2009 bis 2011 leitete sie ein Tanzprojekt mit Jugendlichen an der Deutschen Schule Colegio Humboldt. Von 2011-2017 war sie Leiterin des Orff-Instituts an der Universität Mozarteum Salzburg und Professorin für Elementare Musik- & Tanzpädagogik mit Fokus auf Fachdidaktik, Vernetzung von Theorie und Praxis der EMTP sowie empirische Unterrichtsforschung. Es folgten Tätigkeiten als Lehrbeauftragte an der Anton-Bruckner-Privatuniversität Linz (2018-19) sowie als Koordinatorin und Pressesprecherin des Gemeinschaftsprojekts „Orchester für alle“ der Arbeitsgemeinschaft Musikvermittlung Österreichischer Berufsorchester (AMÖB) und als freiberufliche Musikvermittlerin.

Als Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Lehrstuhl für Musikpädagogik der Universität Augsburg war sie 2019-2020 in der Lehramtsausbildung tätig, im Schuljahr 2020/21 als Musiklehrerin an der Realschule Bad Reichenhall. Zum Wintersemester 2021 wurde sie als Professorin für Musikvermittlung an die Hochschule für Musik und Theater München berufen. Schwerpunkte der wissenschaftlichen Arbeit von Sonja Stibi sind Outreach und Community Engagement, digitale Formate in der Musikvermittlung sowie empirische Unterrichtsforschung, Lehrverhalten und Interkulturalität in der Musik- und Tanzpädagogik.

Im Mai 2021 erhielt Sie einen Ruf als Professorin für Instrumental- und Gesangspädagogik sowie Kunst- und Kulturvermittlung an die Musik und Kunst Privatuniversität der Stadt Wien (abgelehnt).