À la suite du départ de Vincenzo Montella, Paulo Sousa est nommé à la tête de la Viola. Lors du Championnat d'Italie de football 2016-2017, malgré des exploits comme une victoire 5-4 contre l'Inter, le club finit avec de grosses défaites (4-0 contre l'AS Roma ou 4-1 par le SSC Naples) et une élimination en 16èmes de finales de Ligue Europa par le Borussia Mönchengladbach. La Fiorentina ne se qualifie donc pas pour une compétition européenne pour la saison 2017-2018.