Nel giugno 2015, la società affida la propria panchina a Maurizio Sarri: il tecnico proviene dall'Empoli, che ha prima condotto alla promozione e quindi alla salvezza. Il campionato 2015-16 inizia con una sconfitta, come non accadeva dal 2009-10: il Sassuolo vince per 2-1 tra le mura amiche. Il sorteggio per la fase a gironi di Europa League inserisce la squadra nel gruppo D.