Per la stagione 2015-16, il portoghese Sousa sostituisce Montella sulla panchina viola. La società cede l'egiziano Salah alla Roma, prendendo invece il croato Kalinić. L'attaccante segna la prima rete in Europa League, non risultando sufficiente per il pareggio contro il Basilea. In campionato si sblocca contro il Bologna, realizzando quindi una tripletta all'Inter: il 4-1 porta la Fiorentina al comando, proprio a spese dei nerazzurri. Il primato si rivela comunque effimero, per le sconfitte con Napoli e Roma che permettono a queste ultime di superare i toscani. Prima della sosta natalizia, la Fiorentina supera il girone europeo ma non gli ottavi di Coppa Italia: a eliminarla è il Carpi, fanalino di coda del campionato. Alla fine del girone di andata è terza, alle spalle dei campani e della Juventus.