Sinner, sexto de la ATP, superó a Sonego (39) por 6-4, 6-2 y 6-4 en uno de los primeros duelos del jueves en Nueva York.
Con la inyección de confianza de su primer título Masters 1000, logrado este mes en Toronto, Sinner ambiciona ahora alcanzar su primera final de Grand Slam en Flushing Meadows.
Su tercer rival saldrá del choque del jueves entre el argentino Etcheverry y el suizo Stan Wawrinka, de 38 años y campeón del US Open en 2016.
Frente a Sonego, Sinner solventó el cruce en dos horas y 5 minutos con una sólida actuación al servicio, sin conceder una sola oportunidad de quiebre a su compatriota.
El espigado tenista italiano, de 22 años, también logró limitar al máximo los errores no forzados, hasta solo 15, frente a un rival que le conoce a la perfección.
"Somos buenos amigos, jugamos la Copa Davis juntos y nos entendemos mucho", dijo Sinner sobre Sonego.
"Es difícil jugar contra él", reconoció. "Estoy contento por avanzar, veremos qué viene".
El año pasado Sinner protagonizó uno de los partidos que más perduran en la memoria de los aficionados del US Open, en una batalla nocturna de más de cinco horas frente a Carlos Alcaraz en la que tuvo una pelota de partido.
En otro de los primeros resultados del día, el polaco Hubert Hurkacz, número 17 de la ATP y campeón del Masters 1000 de Miami en 2021, sufrió una inesperada eliminación frente al joven británico Jack Draper por 6-2, 6-4 y 7-5.