Søren Laache var hele sitt yrkesaktive liv knyttet til Rikshospitalet, med hovedinteresse for blod- og hjerte-/karsykdommene, i en brytningstid da den moderne forståelse av blodets egenskaper fikk innpass i medisinen.
Laache vokste opp i en østnorsk bondeslekt uten vitenskapelige tradisjoner. Han tok likevel examen artium 1871, ble cand.med. 1877 og begynte deretter som kandidat ved Rikshospitalet. Etter en studiereise til København, Wien og Berlin 1878–79 etablerte han seg som allmennpraktiserende lege i hovedstaden, men arbeidet samtidig som assistent for professor Jacob Worm-Müller ved Fysiologisk institutt ved universitetet, hvor han fikk sin første vitenskapelige veiledning og interesse.
Fra 1881 arbeidet Laache på det patologiske laboratorium som assistent hos professor Hjalmar Heiberg; deretter var han 1883–86 ansatt som reservelege ved Rikshospitalets medisinske avdeling A. 1887 ble han overlege ved medisinsk avdeling B, med særlig ansvar for studentenes propedeutiske undervisning. Våren 1890 tok han den medisinske doktorgrad på et arbeid han hadde publisert to år tidligere, om datidens medisinske hovedproblem, tuberkulosen. 1891 ble han utnevnt til dosent i patologi. Da hans gamle sjef ved den medisinske avdelingen, professor Emanuel Winge, døde 1894, overtok Laache dennes undervisning i patologi og ble året etter “tilforordnet” professor. 1896 ble han ordinær professor i patologi og medisinsk terapi, fra sommeren 1897 dessuten overlege ved medisinsk avdeling A på Rikshospitalet.
Som sykehuslege og universitetslærer utfoldet Laache en stor vitenskapelig produktivitet innenfor nær sagt alle grener innen medisinen, hovedsakelig om indremedisinske og medisinhistoriske emner, med publikasjoner i både norske og utenlandske tidsskrifter. Han var også en av de få norske leger som allerede 1886 ble omtalt i det den gang så prestisjefylte Biographisches Lexikon der hervorragenden Aerzte. Årsaken til dette var trolig hans artikkel om blodmangel, som ble utgitt som universitetsprogram 1883 og som hadde vakt internasjonal oppsikt fordi han der, som en av de første, tok mikroskopet i bruk for å påvise de røde blodlegemenes betydning for anemi.
Med sin medisinske konservatisme var Laache motstander av økt spesialisering innen medisinen. Han oppfattet sin profesjon som en helhetlig vurdering av det syke mennesket og slapp ikke kirurger til, ofte med uheldig resultat. Han foretrakk f.eks. å behandle blindtarmbetennelser indremedisinsk-medikamentelt fremfor kirurgisk. Det er karakteristisk at Karl Landsteiners oppdagelse av blodgruppene (1901) ikke synes å ha gjort noe inntrykk på ham.
Laache var en original som nærmest nevrotisk samlet på alskens trevirke, men han ble av sin samtid også betraktet som den typiske lærde professor – i egne øyne en polyhistor. Sin store boksamling overdrog han til Rikshospitalets bibliotek, og han opprettet dertil et fond for å kunne holde denne samlingen ved like. Da Laache tok avskjed med sitt professorembete ved oppnådd aldersgrense 1924, besørget hans tidligere elever at hans portrett ble malt av Erik Werenskiold.
Søren Laache var medlem av en rekke vitenskapelige selskaper, både norske og utenlandske. Han hadde også mange tillitsverv og var bl.a. redaktør av Norsk Magazin for Lægevidenskaben 1884–92, formann i Det norske medicinske Selskab 1897–99 og 1916–18, og president i Den norske Lægeforening 1904–05. Han var dekanus ved Det medisinske fakultet ved universitetet i Kristiania 1905–06, og 1898–1924 var han medlem av den permanente farmakopékommisjon. Laache ble utnevnt til ridder av 1. klasse av St. Olavs Orden 1900.