Po ukončení Fakulty všeobecného lékařství UK v Praze nastoupil v roce 1968 na chirurgické oddělení liberecké nemocnice, odkud po dvou letech přestoupil na rentgenologii. Od roku 1991 byl primářem. Od listopadu 1989 byl aktivní v OF. V roce 1991 vstoupil do ODS, v letech 1990 - 1996 byl radním Města Liberce a členem vedení liberecké nemocnice.

Do roku 1989 se politicky nikdy neangažoval, nebyl členem žádné politické strany.

MUDr. Přemysl Sobotka je senátorem za liberecký volební obvod č. 34, za který byl zvolen již počtvrté (1996, 1998, 2004, 2010). Po celé volební období je ve funkci místopředsedy Senátu, s výjimkou let 2004 – 2010, kdy byl zvolen předsedou Senátu Parlamentu České republiky.

Z prvního manželství má 2 dcery Věru a Martinu, v druhém manželství nevlastního syna Prokopa. Manželka Radmila pracovala jako zdravotní sestra.