Majoriteten av Sudans befolkning är muslimer och tillhör till övervägande del den sunnitiska grenen. Sunniislam i Sudan, liksom i stora delar av resten av Afrika, har kännetecknats av bildandet av tarīqahs, eller muslimska religiösa brödraskap. Den äldsta av dessa tarīqahs är Qādiriyyah, som introducerades till Sudanregionen från Mellanöstern på 1500-talet. En annan viktig tarīqah är Khatmiyyah, eller Mīrghaniyyah, som grundades av Muḥammad ʿUthmān al-Mīrghanī i början av 1800-talet. Den kanske mäktigaste och bäst organiserade tarīqah är Mahdiyyah; dess anhängare ledde en framgångsrik revolt mot den turkisk-egyptiska regimen (1821-85) och upprättade en oberoende stat i Sudan som varade från 1884 till 1898. Mahdiyyah och Khatmiyyah tarīqahs utgjorde grunden för de politiska partier som uppstod i Sudan på 1940-talet och har fortsatt att spela en dominerande roll i landets politik under perioden efter självständigheten.
En liten andel av Sudans befolkning följer traditionella animistiska religioner, särskilt i Nubabergen. Även om dessa animister delar vissa gemensamma element i den religiösa tron har varje etnisk grupp sin egen inhemska religion. Praktiskt taget alla Sudans traditionella afrikanska religioner delar uppfattningen om en hög ande eller gudomlighet, vanligtvis en skapande gud. Det finns två uppfattningar om universum: det jordiska och det himmelska, eller det synliga och det osynliga. Den himmelska världen anses vara befolkad av andliga varelser vars funktion är att fungera som förmedlare eller budbärare till Gud; hos nilotes identifieras dessa andar med deras förfäder. Den högsta gudomen är föremål för ritualer där musik och dans används.
Kristna utgör en annan liten del av befolkningen. Kristendomen kom först till Sudan omkring 600-talet e.Kr. och under århundraden därefter blomstrade kristna kyrkor i det gamla kungadömet Nubien. Efter upprättandet av muslimskt styre i Egypten och senare arabiska invandringar i Sudan minskade kristendomen i Nubien och ersattes gradvis av islam; processen var avslutad i slutet av 1400-talet. Kristendomen i dagens Sudan är en produkt av europeiska missionsinsatser som inleddes under andra hälften av 1800-talet. De flesta av dessa ansträngningar koncentrerades till Nubabergen snarare än till muslimerna i norr.