アンディ・マリー
その後、チャイナ・オープン、上海マスターズ、エルステ・バンク・オープンで3連勝し、レースランキングで1位のジョコビッチと415ポイント差まで詰める。世界ランク1位をかけ挑んだBNPパリバ・マスターズではジョコビッチが準々決勝で敗れ、マリーは準決勝で相手のラオニッチが棄権したため、悲願の世界ランク1位が確定した。現行の制度になってから世界ランキング1位はイギリス人選手として初の快挙だった。決勝ではジョン・イズナーに6-3, 6-7(4), 6-4で勝利し、4大会連続優勝を果たした。
アンディ・マリー
3月のデビスカップからツアーに復帰し、日本と対戦し、第4試合で錦織圭と7-5, 7-6(6), 3-6, 4-6, 6-3の4時間54分の激戦を演じた。
インディアンウェルズ・マスターズでは3回戦でフェデリコ・デルボニスに4-6, 6-4, 6-7(3)で敗れた。マイアミ・オープンでは3回戦でグリゴール・ディミトロフに7-6(1), 4-6, 3-6で敗れた。
3年ぶりに出場したモンテカルロ・マスターズでは準決勝でラファエル・ナダルに敗れた。
前回優勝のマドリード・オープンでは準決勝で2年連続でラファエル・ナダルを破って、2年連続の決勝進出。決勝でノバク・ジョコビッチに敗れ、連覇はならなかった。5月9日にモレスモとのコーチ契約を終了したと発表した。
BNLイタリア国際では初めて決勝に進出した。決勝でジョコビッチに6-3, 6-3で3年ぶりにストレート勝ちし、またクレーでジョコビッチに初勝利をあげ、大会初優勝を果たした。全仏オープンでは序盤から苦しい戦いを強いられる。初戦は元世界ランク8位のラデク・ステパネクに第1,2セットを3-6, 3-6で取られるも、その後6-0, 6-3, 7-5で逆転勝ち。2回戦でも地元フランスのマティアス・ブルグに6-2, 2-6, 4-6, 6-2, 6-3と苦戦した。その後はイボ・カロビッチ、ジョン・イズナーにストレート勝ち。準々決勝では地元フランスのリシャール・ガスケに5-7, 7-6(3), 6-0, 6-2で勝利し、3年連続ベスト4進出。準決勝でディフェンディングチャンピオンのスタン・ワウリンカに対して6-4, 6-2, 4-6, 6-2でクレー初勝利を上げ、全仏では自身初めて決勝進出を果たした。決勝ではノバク・ジョコビッチと対戦。第1セットを先取するも、6-3, 1-6, 2-6, 4-6で敗れ、初優勝はならなかった。6月にイワン・レンドルを再びコーチとして迎えた。
芝シーズンでは、エイゴン選手権で優勝。ウィンブルドンでも、準決勝でトマーシュ・ベルディハをストレートで破り、3年ぶりに決勝進出。決勝でラオニッチに6-4, 7-6(3), 7-6(2)で勝利し、3年ぶりのウィンブルドン及びグランドスラム優勝を果たした。リオ五輪の兄ジェイミーと組んだダブルスでは1回戦で地元のベルッシ/サ組に敗れた。シングルスでは準決勝で錦織圭に6-1, 6-4で勝利し、ロンドン五輪に続き、決勝進出を果たす。決勝でフアン・マルティン・デル・ポトロに7-5, 4-6, 6-2, 7-5で勝利し、男子及びシングルス史上初のオリンピック連覇を果たした。シンシナティ・マスターズでは準決勝でラオニッチに勝利し決勝進出。ここまで全仏の決勝で敗れて以降22連勝を果たしていた。決勝ではマリン・チリッチに4-6, 5-7で敗れた。全米オープンでは準々決勝で錦織圭との3時間57分の激闘の末、6-1, 4-6, 6-4, 1-6, 5-7で敗れた。さらにデビスカップ準決勝のアルゼンチン戦でデルポトロに4-6, 7-5, 7-6(5), 3-6, 4-6で敗れ、イギリス代表の2年連続決勝進出はならなかった。