Pedro Sousa spielte hauptsächlich auf derATP Challenger Tour und derITF Future Tour. Er feierte drei Einzel- und fünf Doppelsiege auf der Future Tour. Am 18. November 2013 stand er im Einzel erstmals in den Top 200 der Weltrangliste (Rang 199).
Sein Debüt im Einzel auf derATP World Tour gab er im April 2007 bei denEstoril Open, wo er eine Wildcard für das Hauptfeld erhielt, dort jedoch in der ersten Runde anIgor Kunizyn scheiterte. Sein nächster Auftritt auf der World Tour folgte 2011 beimEstoril Open, als er sich für das Hauptfeld qualifizieren konnte, dort jedoch in der ersten Hauptrunde anJuan Martín del Potro knapp in drei Sätzen scheiterte. In den Jahren 2012 und 2013 verlor er, jeweils mit einer Wildcard ausgestattet, ebenfalls seine Auftaktpartien beimEstoril Open.
Seinen ersten Auftritt auf World-Tour-Level hatte er zusammen mitGastão Elias, mit dem er ein Doppel bildete, im April 2007 ebenfalls beimEstoril Open. Dort erreichten die beiden nach einem "walkover" in der ersten Runde das Viertelfinale, wo sie gegenMarcelo Melo undAndré Sá mit 5:7 und 3:6 verloren. Der nächste Doppelauftritt folgte 2009 abermals beimEstoril Open, wobei er dieses Mal an der Seite vonJoão Sousa glatt verlor. 2010 spielte er in Estoril an der Seite vonLeonardo Tavares, mit dem völlig überraschend das Halbfinale erreichte, das sie gegenPablo Cuevas undMarcel Granollers verloren. Auch 2011–2013 erhielt er jeweils eine Wildcard, konnte aber, mit wechselnden Doppelpartnern, keine Hauptrundenpartie siegreich beenden.
Pedro Sousa spielte seit 2006 für dieportugiesische Davis-Cup-Mannschaft. Für diese hat er nach fünf Begegnungen eine Bilanz von 4:1 im Einzel und von 1:0 im Doppel aufzuweisen.
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