Sonnenschein studierte 1894 Theologie in Bonn und Rom und schloß seine Ausbildung mit dem Doktortitel in Theologie und Philosophie ab. Nach zwei Jahren Tätigkeit als Kaplan wurde er wegen Differenzen mit der Kirche auf Lebenszeit beurlaubt. Danach wirkte er auf sozial-pädagogischem Gebiet, wurde Leiter der Katholisch-sozialen Studentenbewegung und arbeitete als Studentenseelsorger. 1906 war er Mitarbeiter des "Volksvereins für das katholische Deutschland" in Mönchengladbach. Er gründete 1908 das Sekretariat Sozialer Studentenarbeit. Sonnenschein war ab 1918 in Berlin und ab 1919 dort als Leiter des "Akademischen Arbeitsamtes" tätig. Dabei entwickelte er erfolgreich neue Methoden als Großstadtseelsorger und übte viele sozial-karitative Tätigkeiten aus. Bestattet ist Sonnenschein auf dem Kirchhof der St. Hedwigs-Gemeinde an der Liesenstraße.