Samodzielną karierę szkoleniową na seniorskim poziomie Sousa rozpoczął w listopadzie 2008 roku. Objął wtedy występujące wówczas na zapleczu angielskiej ekstraklasy Queens Park Rangers. Debiut wypadł fatalnie - wyjazdowa porażka z Watford 0-3. Trener na stanowisku nie wytrwał nawet pięciu miesięcy.Portugalczyk pozostał na Wyspach i sezon 2009/10 rozpoczął jako trener grającego na tym samym poziomie Swansea City. "Łabędzie" rozgrywki zaczęły od wyjazdowej porażki z Leicester City 1-2. Ostatecznie walijski klub uplasował się na siódmym miejscu i był blisko baraży o Premier League. Tak dobrego sezonu Swansea nie miała od 27 lat.Sousa jednak za porozumieniem stron rozwiązał umowę i w lipcu 2010 roku objął Leicester. Praca z "Lisami" skończyła się klapą. W debiucie Portugalczyka Leicester przegrało w Londynie z Crystal Palace 2-3. Przez niespełna trzy miesiące zespół wygrał tylko jedno z dziewięciu ligowych spotkań i trener został zwolniony.Następnym przystankiem w jego pracy szkoleniowej był węgierski Videoton, a oficjalnym debiutem w lipcu 2011 przegrany ze Sturmem Graz 0-2 wyjazdowy mecz 2. rundy kwalifikacji Ligi Mistrzów.W czerwcu 2013 roku Sousa objął Maccabo Tel Awiw. Dopiero z piątym klubem udało mu się zaliczyć zwycięski debiut. Także w 2. rundzie kwalifikacji LM jego podopieczni pokonali na Węgrzech Gyori ETO 2-0.W kolejnym sezonie był już trenerem FC Basel, a rozgrywki zaczął od wyjazdowego zwycięstwa z FC Aarau 2-1. Zdobycie mistrzostwa Szwajcarii pozwoliło Sousie wskoczyć na wyższy poziom i objąć Fiorentinę. Na inaugurację sezonu 2015/16 Serie A "Fiołki" pokonały u siebie AC Milan 2-0.Po dwóch latach we Florencji trafił do Chin, gdzie został trenerem Tiencin Tianhai. W pierwszym meczu o stawkę, jakim była rywalizacja w Azjatyckiej Lidze Mistrzów, jego zespół pokonał 2-0 United City z Tajlandii.Na europejskie stadiony wrócił w marcu 2019 roku obejmując Girondins Bordeaux. Przygodę z "Żyrondystami" zaczął od ligowego remisu 1-1 ze Stade Rennes, a zakończył ją w sierpniu ubiegłego roku.Po ośmiu miesiącach przerwy w czwartek wieczorem zadebiutuje w roli selekcjonera "Biało-Czerwonych".