Chemsdine Talbi, Timur Tutierov y Malick Fofana anotaron para el equipo de Régis Le Bris, mientras que Callum Wilson e Igor Thiago respondieron por Brentford. Los tres goles del equipo local llegaron en un estallido de 13 minutos que dio la vuelta al partido después de que los visitantes amenazaran al principio.
Le Bris estaba satisfecho con el resultado y la energía que mostraron sus jugadores.
"Es realmente positivo. Estamos en este viaje exigente y es un nuevo desafío para el club, para los jugadores, y creo que la energía está mejorando", dijo el entrenador de Sunderland.
"Sabemos que tenemos buenos jugadores, pero este viaje es realmente desafiante, así que tienen que abrazar el desafío, y esta noche mostraron que están listos para eso."
Brentford tuvo oportunidades antes de que Sunderland tomara el control, pero Talbi abrió el marcador en el minuto 26 después de que el esfuerzo de Jocelin Ta Bi fue solo parcialmente salvado. Tutierov hizo el 2-0 tres minutos después, convirtiendo tras la oportunidad creada por Ta Bi, antes de que Fofana cabeceara el tercero en el minuto 39.
Wilson descontó antes del medio tiempo, y Thiago anotó en el tiempo de descuento, pero Sunderland se mantuvo firme para asegurar su lugar en los últimos ocho.
El entrenador de Sunderland también enfatizó el valor de avanzar en la competición, incluso con otras prioridades que exigen atención durante la temporada.
"Creo que ganar es importante. Alimenta la sensación de la dinámica y ayuda en todo", dijo Le Bris.
"Cuando ganas, creo que tienes mejor energía para recuperarte adecuadamente y alimenta las buenas vibras."
El resultado ofreció aliento después de que Le Bris hiciera cambios masivos en su alineación titular. La contribución de Ta Bi fue particularmente importante, con el extremo involucrado en los tres goles de Sunderland mientras los locales castigaban las lagunas defensivas de Brentford.
Keith Andrews se sintió frustrado por la salida de su equipo, a pesar de ver elementos positivos en su rendimiento. El entrenador de Brentford insistió en que la competición se había tomado en serio y dijo que su equipo había creado suficientes oportunidades para obtener más del partido.
"Queríamos avanzar en esta competición", dijo Andrews. "Lo hemos tomado muy, muy en serio en la forma en que lo hemos abordado."
"Si desglosamos el rendimiento, hay mucho bueno que sacar de ello. Creamos múltiples oportunidades y deberíamos haber anotado más de lo que realmente hemos hecho."
El entrenador de Brentford identificó el período en el que Sunderland anotó tres veces como el factor decisivo.
"Pero la realidad es que tuvimos un período en el juego en el que concedimos tres goles, lo que nos ha costado", dijo Andrews. "Defensa pobre, errores y juicios deficientes. Necesitamos aprender de ello."
Los goles tardíos de Brentford hicieron que el final fuera incómodo para Sunderland, pero no pudieron encontrar el empate. Para Le Bris, la victoria trajo tanto progreso en la copa como un impulso en la confianza; para Andrews, el desafío es convertir los aspectos positivos que identificó en un rendimiento más completo en el próximo partido.