La stagione successiva cominciò con evidenti segnali di ripresa da parte di Detti, che in occasione del Trofeo Città di Milano migliorò il proprio personale nei 1500 m sl. Successivamente, agli assoluti di Riccione, prese parte a quattro gare su altrettante distanze dello stile libero (200 m, 400 m, 800 m e 1500 m), riuscendo a vincere l'oro nelle prime tre e l'argento nella quarta; inoltre, i tempi da lui nuotati gli valsero il pass immediato per i Giochi della XXXI Olimpiade sia nei 400 m sia nei 1500 m: in particolar modo sorprese il tempo fatto segnare da Detti sui 400 m sl, in quanto fu la seconda prestazione nazionale di sempre sulla distanza, ad appena sei decimi dal record italiano stabilito da Massimiliano Rosolino alle Olimpiadi di Sydney 2000. In seguito partecipò ai Campionati europei di Londra 2016, in cui vinse l'oro nei 400m stile libero, l'argento negli 800 stile libero e nei 1500m stile libero alle spalle di Gregorio Paltrinieri e il bronzo nella staffetta 4x200m stile libero maschile.