«Сассуоло» был официально зарегистрирован в итальянской футбольной федерации 17 июля 1920 года, однако на протяжении большей части своей истории оставался чисто любительским клубом, соперничавшим с небольшими местными командами в окрестностях Модены и Реджо-Эмилии. Поворотным моментом стал 1966 год, когда два местных клуба — Sassuolo Sportiva и Sassuolo Football Club — объединились, образовав команду в её нынешнем виде.
Настоящая трансформация клуба началась лишь в начале XXI века, когда владельцем и главным спонсором «Сассуоло» стал Джорджо Скуинци, бизнесмен, стоявший во главе химического концерна Mapei. Благодаря его инвестициям небольшой клуб из городка с населением менее 40 тысяч человек в Эмилии-Романье совершил стремительный путь от низших региональных лиг до Серии А, впервые пробившись в неё по итогам сезона 2012/13. Таким образом «Сассуоло» стал одним из немногих клубов в истории итальянской Серии А, не представляющих административный центр провинции.
Команда, которую тогда возглавлял тренер Эузебио Ди Франческо, быстро доказала способность конкурировать с традиционными грандами итальянского футбола, сделав ставку на развитие молодых, преимущественно итальянских талантов. Символом этой философии стал нападающий Доменико Берарди — многолетний капитан и лучший бомбардир в истории клуба. В сезоне 2016/17 «Сассуоло» впервые сыграл в еврокубках, выйдя в групповой этап Лиги Европы. Масштаб работы клуба с молодёжью в полной мере проявился на Евро-2020, когда в составе победившей сборной Италии оказалось сразу три игрока «Сассуоло» — больше, чем у любого другого клуба за пределами традиционной большой тройки Серии А.
Команда, прозванная Неровéрди («чёрно-зелёные») по цветам формы, проводит домашние матчи на стадионе «Мапеи» — «Читта дель Триколоре» в Реджо-Эмилии, арене, находящейся в собственности самого клуба, что остаётся редкостью для итальянского футбола.