Defrel wechselte im Anschluss zur US Sassuolo Calcio und wurde unter Trainer Eusebio Di Francesco auf Anhieb Stammspieler. In der &lt;a href="Serie%20A%202015/16"&gt;Saison 2015/16&lt;/a&gt; erzielte er sieben Tore in 33 Partien. Sassuolo belegte am Ende der Spielzeit den sechsten Rang und qualifizierte sich für die dritte Runde der Europa-League-Qualifikation in der &lt;a href="UEFA%20Europa%20League%202016/17"&gt;Spielzeit 2016/17&lt;/a&gt;. Nach dem Weiterkommen gegen den FC Luzern und dem Erfolg über den FK Roter Stern Belgrad in den Play-Offs erreichte die Mannschaft die Gruppenphase. In dieser schied Sassuolo aus dem Wettbewerb aus und auch in der Serie A schaffte die Mannschaft nur mittelmäßige Leistungen und beendete die Saison auf dem 12. Platz. Defrel erzielte vier Tore in acht Europa-League-Spielen und 12 Treffer in 29 Ligapartien.