Efter att ha förlorat Adam Lyth billigt, Ballance (55) och Andrew Gale (31) ledde mästare till 106-2 vid lunch.
Steve Magoffin (2-33) tog bort Gale efter pausen och Ballance och Jonny Bairstow följde snart.
Jack Lening (36) och Adil Rashid (53) tillade 72 för den sjunde wicketen efter en regnförsening, men Sussex reducerade värdarna till 241-7 vid stubbar.
Behov av att få nio poäng från spelet för att garantera överlevnad i Division One, besökarna gjorde en bra start när England kasta Lyth fångades lbw för tre av Chris Jordan i den fjärde över.
Lewis Hatchett (2-47) plockade upp sin första wicket när Alex Lees fick ut benet innan, men Gale och Ballance förhindrade ytterligare skador innan intervallet.
Som så ofta har hänt under de senaste säsongerna, var Magoffin mannen att bryta ett partnerskap för Sussex, men Rashid och Leaning hotade att återfå initiativet innan Hatchett hade Leaning fångats på slip, och Chris Liddle (2-44) bort Rashid i finalen över dagen.
Yorkshire har redan säkrat sin andra på varandra följande County Championship titel, efter att ha samlat en rekord 265 poäng denna säsong.
Sussex dominerade första dagen mot Yorkshire för att förbättra sina förhoppningar om att behålla sin Division One-status.