Na een tegenvallende vijfde plaats op het WK veldrijden 2016 kondigde Van der Poel aan dat hij zich als mountainbiker wilde kwalificeren voor de Olympische Zomerspelen in Rio. De eerste wedstrijd die hij op een mountainbike reed, was de Afxentia Stage Race, een meerdaagse mountainbikewedstrijd op Cyprus. Hij verbaasde er vriend en vijand door, na een tiende plaats in de proloog, meteen de eerste etappe in lijn op zijn naam te schrijven en onder meer regerend olympisch kampioen Jaroslav Kulhavý achter zich te laten. In de daaropvolgende tweede etappe werd hij vierde en in de afsluitende derde rit bekroonde hij zijn succesvolle mountainbikedebuut met een derde plaats. Uiteindelijk belandde hij met deze resultaten op de vierde plaats in het algemeen klassement, op anderhalve minuut van eindwinnaar Fabian Giger. Na een aantal mountainbikewedstrijden met wisselende resultaten, waaronder ook een overwinning in Beringen, slaagde Van der Poel er uiteindelijk evenwel niet in zich te kwalificeren voor de Olympische Zomerspelen.