Сонгайла приехал в США для поступления в колледж, он четыре года выступал за команду Уэйк-Форестского университета. В 2002 году на драфте НБА он был выбран во втором раунде под общим 50-м номером командой «Бостон Селтикс». Однако за эту команду он не сыграл ни одной игры, поскольку в первом сезоне был отправлен в Европу, в московский ЦСКА. По возвращении в Америку через год Сонгайла был обменян в «Сакраменто Кингз». За этот клуб он выступал с 2003 по 2005 год, после чего как свободный агент подписал контракт с «Чикаго Буллз». Сонгайла, в основном выполняющий оборонительные функции, на протяжении всей карьеры набирал в среднем шесть очков и делал четыре подбора за игру.
Сонгайла является ключевым игроком сборной Литвы, он помог команде выиграть Чемпионат Европы 2003 года и завоевать бронзовые медали на Олимпиаде в Афинах. В сезоне 2005/2006 за «Чикаго Буллз» он играл важную роль как в атаке, так и в защите. В конце сезона он получил тяжёлую травму лодыжки, был прооперирован и пропустил все оставшиеся игры регулярного сезона и плей-офф.
17 июля 2006 года Сонгайла подписал пятилетний контракт на 23 миллиона долларов с клубом «Вашингтон Уизардс». Пропустил всю первую половину своего дебютного сезона из-за травмы, в связи с которой был прооперирован 2 ноября. Вернувшись в строй стал игроком резервного состава, подменяющим основного тяжёлого форварда «Уизардс» Антуана Джеймисона.
24 июня 2009 года «Вашингтон Уизардс» обменяли Сонгайлу, Алексея Печерова, Этана Томаса и право выбора под 5-м номером на драфте 2009 года в клуб «Миннесота Тимбервулвз» на Майка Миллера и Рэнди Фойе. 9 сентября 2009 года Сонгайла вместе с Бобби Брауном был обменян в «Нью-Орлеан Хорнетс» на защитника Антонио Дэниелса и право выбора во втором раунде драфта 2014 года.
23 сентября 2010 года Сонгайла вместе с Крэйгом Брэкинсом был обменян в «Филадельфия Севенти Сиксерс» на Уилли Грина и Джейсона Смита.