Il joue son premier match pour Sassuolo le Le contre le FC Lucerne. Il découvre par la même occasion la Ligue Europa, jouant son premier match de coupe d'Europe. Il entre en jeu à la place de Davide Biondini et son équipe s'impose par trois buts à zéro. Sensi découvre la Serie A en étant titularisé en championnat lors de la première journée de la saison 2016-2017, lors d'une victoire face à l'US Palerme (0-1), le .