Nel mondiale 2016 viene confermato dalla McLaren. Nelle prime tre gare non riesce a giungere in zona punti, collezionando il tredicesimo posto in Cina come miglior risultato. Nel Gran Premio di Russia ottiene i suoi primi punti stagionali, chiudendo al decimo posto, mentre in Spagna e a Monaco chiude nono. Dopo due gare senza punti, conquista il sesto posto nel Gran Premio d'Austria, dopo aver conquistato un clamoroso terzo posto in qualifica. Nel Gran Premio di Gran Bretagna chiude dodicesimo, a Budapest arriva il terzo ritiro stagionale, mentre in Germania conclude ancora a punti con un ottavo posto. Alla vigilia del Gran Premio d'Italia, annuncia la sua volontà di abbandonare il ruolo di pilota titolare in F1, almeno per la stagione 2017, rimanendo però quale terzo pilota e "ambasciatore" del team e rendendosi disponibile a sostituire in caso di necessità uno dei due piloti titolari, che saranno Fernando Alonso e Stoffel Vandoorne. Nel prosieguo della stagione, ottiene solo due arrivi a punti, a Sepang e ad Austin. Proprio in occasione della tappa malese, Jenson tocca le 300 gare valide per il campionato mondiale di Formula 1. Alla vigilia del Gran Premio di Abu Dhabi, ultimo della stagione, annuncia ufficialmente il suo ritiro definitivo dalla Formula 1.