Chemsdine Talbi, Timur Tutierov und Malick Fofana erzielten die Tore für Régis Le Bris' Mannschaft, während Callum Wilson und Igor Thiago für Brentford antworteten. Die drei Tore der Heimmannschaft fielen in einem 13-minütigen Schub, der das Spiel drehte, nachdem die Gäste zu Beginn gedroht hatten.
Le Bris war mit dem Ergebnis und der Energie, die seine Spieler zeigten, zufrieden.
"Es ist wirklich positiv. Wir sind auf dieser anspruchsvollen Reise und es ist eine neue Herausforderung für den Verein, für die Spieler, und ich denke, die Energie wird besser", sagte der Sunderland-Trainer.
"Wir wissen, dass wir gute Spieler haben, aber diese Reise ist wirklich herausfordernd, also müssen sie die Herausforderung annehmen, und sie haben heute Abend gezeigt, dass sie dafür bereit sind."
Brentford hatte Chancen, bevor Sunderland die Kontrolle übernahm, aber Talbi eröffnete das Scoring in der 26. Minute, nachdem Jocelin Ta Bi's Versuch nur teilweise gehalten wurde. Tutierov erhöhte drei Minuten später auf 2:0, nachdem Ta Bi die Chance kreiert hatte, bevor Fofana in der 39. Minute das dritte Tor per Kopf erzielte.
Wilson verkürzte vor der Halbzeit, und Thiago erzielte tief in der Nachspielzeit, aber Sunderland hielt durch, um ihren Platz unter den letzten Acht zu sichern.
Der Trainer von Sunderland betonte auch den Wert des Fortschritts im Wettbewerb, selbst wenn andere Prioritäten während der Saison Aufmerksamkeit erforderten.
"Ich denke, gewinnen ist wichtig. Es nährt das Gefühl der Dynamik und hilft bei allem", sagte Le Bris.
"Wenn man gewinnt, denke ich, hat man bessere Energie, um sich richtig zu erholen, und es nährt die guten Vibes."
Das Ergebnis bot Ermutigung, nachdem Le Bris umfassende Änderungen an seiner Startaufstellung vorgenommen hatte. Ta Bi's Beitrag war besonders wichtig, da der Flügelspieler an allen drei Sunderland-Toren beteiligt war, während die Gastgeber Brentfords defensive Fehler bestraften.
Keith Andrews war frustriert über den Ausscheiden seines Teams, obwohl er positive Elemente in ihrer Leistung sah. Der Brentford-Trainer bestand darauf, dass der Wettbewerb ernst genommen wurde und sagte, sein Team habe genug Chancen kreiert, um mehr aus dem Spiel herauszuholen.
"Wir wollten in diesem Wettbewerb weiterkommen", sagte Andrews. "Wir haben es sehr, sehr ernst genommen, wie wir es angegangen sind."
"Wenn wir die Leistung analysieren, gibt es viel Gutes, das man daraus mitnehmen kann. Wir haben mehrere Möglichkeiten kreiert und hätten mehr Tore erzielen sollen, als wir tatsächlich haben."
Der Brentford-Trainer identifizierte die Phase, in der Sunderland dreimal traf, als den entscheidenden Faktor.
"Aber die Realität ist, dass wir eine Phase im Spiel hatten, in der wir drei Tore kassierten, was uns gekostet hat", sagte Andrews. "Schwache Abwehr, schlechte Fehler und Urteilsvermögen. Wir müssen daraus lernen."
Brentfords späte Tore machten das Ende für Sunderland unangenehm, aber sie konnten keinen Ausgleich finden. Für Le Bris brachte der Sieg sowohl Fortschritt im Pokal als auch einen Schub an Selbstvertrauen; für Andrews besteht die Herausforderung darin, die positiven Aspekte, die er identifiziert hat, in eine vollständigere Leistung im nächsten Spiel umzusetzen.