La instrumentació més habitual d’aquest tipus de sonata fou de dos violins (també, moltes altres combinacions d’instruments melòdics) i baix continu. Els seus moviments poden estar distribuïts de maneres diferents, normalment seguint el patró de la sonata da camera o la sonata da chiesa. Protagonista destacada en la música barroca, és present també en la música de períodes posteriors. Es caracteritza per l’oposició entre dues veus agudes, que comparteixen el material melòdic principal (amb imitacions entre elles, respostes mútues, joc motívic i també moviment paral·lel en terceres o sextes), i un baix que sol tenir un perfil melòdic clarament diferenciat de la resta, tot i que també pot emprar motius comuns.
Certes obres, com les sonates per a orgue de J.S. Bach, per exemple, presenten la textura en tres parts característica de sonata en trio però aplicada a un sol instrument. Aquesta mena d’escriptura es troba també en altres obres d’instrumentació molt diversa, com en les sonates per a viola de gamba i clavicèmbal del mateix J.S. Bach (l’instrument d’arc i la mà dreta del teclat tenen el paper de les dues veus superiors, i la mà esquerra, el del baix). Igualment, el primer trio del minuet del seu Concert de Brandenburg núm. 1, escrit per a dos oboès i fagot, és un exemple magnífic de sonata en trio. L’escriptura orquestral dels períodes barroc i preclàssic presenta sovint característiques de sonata en trio. En obres posteriors, tant per a orquestra com per a instrument solista, es pot observar el mateix. El passatge que comença al compàs 95 del rondó de la Sonata per a piano KV 533/494 de W.A. Mozart n’és un bon exemple, en aquest cas en forma d’una imitació retrospectiva de l’estil barroc.