Nel 2016 dopo solo 2 stagioni con Renault tornano ad essere montati motori Ferrari. La scuderia ripresenta inizialmente gli stessi piloti della precedente stagione, fino a quando, il 5 maggio, la proprietà delibera il passaggio di Verstappen in Red Bull e il ritorno di Daniil Kvjat sulla Toro Rosso. La stagione viene aperta con il nono posto di Sainz e il decimo di Verstappen in Australia. Il pilota olandese si conferma a punti in Bahrein, dove giunge in sesta posizione, e in Cina, ottavo, gara in cui anche il compagno Sainz è in zona punti, nono. In Spagna Sainz conquista un sesto posto mentre Kvjat è decimo; il pilota russo coglie nell'occasione anche il primo giro veloce nella storia della scuderia. Altri punti arrivano a Monaco, in Canada, Austria e Ungheria, con Sainz rispettivamente ottavo, nono, ottavo e ottavo, e in Gran Bretagna con Sainz ottavo e Kvjat decimo. Dopo tre gare senza punti, nel Gran Premio di Singapore arriva il nono posto di Kvjat, dopo un brillante settimo posto in qualifica, mentre Sainz giunge quattordicesimo dopo essersi qualificato sesto. Altre due gare senza punti e nel Gran Premio degli Stati Uniti Sainz ottiene un brillante sesto posto, mentre Kvjat giunge undicesimo. E dopo un'altra corsa negativa Sainz "bissa" il risultato degli Stati Uniti nel Gran Premio del Brasile, conquistando un grande sesto posto dopo essere stato addirittura quarto in un frangente della gara, mentre Kvjat chiude tredicesimo. Nell'ultimo appuntamento stagionale, il Gran Premio di Abu Dhabi, avviene un doppio ritiro. L'annata, comunque positiva nonostante il calo nella seconda parte, si chiude col settimo posto nei costruttori con 63 punti.