US Sassuolo Calcio zostało zarejestrowane w federacji piłkarskiej 17 lipca 1920 roku, jednak przez większość swojej historii pozostawało klubem czysto amatorskim, rywalizującym z niewielkimi drużynami z okolic Modeny i Reggio Emilii. Przełomowym momentem był rok 1966, kiedy doszło do fuzji dwóch miejscowych klubów – Sassuolo Sportiva i Sassuolo Football Club – z której narodził się zespół w obecnym kształcie.
Prawdziwa przemiana klubu rozpoczęła się dopiero na początku XXI wieku, gdy właścicielem i głównym sponsorem Sassuolo został Giorgio Squinzi, przedsiębiorca stojący na czele koncernu chemicznego Mapei. Dzięki jego inwestycjom niewielki klub z liczącego niespełna 40 tysięcy mieszkańców miasteczka w Emilii-Romanii przeszedł błyskawiczną drogę z niższych lig regionalnych aż do Serie A, do której awansował po raz pierwszy na koniec sezonu 2012/2013. Sassuolo stało się tym samym jednym z nielicznych klubów w historii włoskiej ekstraklasy niereprezentujących miasta będącego stolicą prowincji.
Drużyna prowadzona wówczas przez trenera Eusebia Di Francesco szybko udowodniła, że potrafi rywalizować z tradycyjnymi potęgami włoskiego futbolu, stawiając na rozwój młodych, głównie włoskich talentów. Symbolem tej filozofii stał się napastnik Domenico Berardi, wieloletni kapitan i najlepszy strzelec w historii klubu. W sezonie 2016/2017 Sassuolo po raz pierwszy wystąpiło w europejskich pucharach, awansując do fazy grupowej Ligi Europy. Skala pracy klubu ze szkoleniem młodzieży najpełniej ujawniła się podczas Euro 2020, gdy w triumfującej reprezentacji Włoch znalazło się aż trzech piłkarzy Sassuolo – więcej niż w kadrze jakiegokolwiek innego klubu poza wielką trójką Serie A.
Drużyna, znana jako Neroverdi (Czarno-Zieloni) od barw swoich strojów, rozgrywa mecze domowe na Mapei Stadium – Città del Tricolore w Reggio Emilii, obiekcie będącym własnością klubu, co pozostaje rzadkością we włoskiej piłce nożnej.