2016 blieben Rosberg und Hamilton bei Mercedes. Er startete mit einem Sieg in Australien in die Saison. Damit wurde Rosberg zum einzigen Fahrer ohne Weltmeistertitel, der vier Rennen in Folge gewonnen hat. Seine Siegesserie baute er mit Siegen in Bahrain, China und Russland weiter aus. Beim fünften Rennen, dem Großen Preis von Spanien, schied Rosberg in der ersten Runde in Führung liegend nach einer Kollision mit Hamilton aus. Nach einem siebten Platz in Monaco und einem fünften Platz in Kanada entschied Rosberg den Großen Preis von Europa für sich. Beim darauf folgenden Rennen in Österreich kollidierte Rosberg in der Schlussphase in Führung liegend mit seinem Teamkollegen Hamilton und fuhr noch auf dem vierten Platz ins Ziel. Eine Woche später wurde Rosberg Dritter beim Großen Preis von Großbritannien. Ursprünglich kam er auf dem zweiten Platz ins Ziel. Wegen einer Zeitstrafe aufgrund einer nicht zulässigen Fahranweisung fiel er jedoch um eine Position zurück.