Hosszú voitti Lontoossa 2016 Euroopan-mestaruuden 200 metrin selkäuinnissa ajalla 2.07,01, 200 metrin sekauinnissa ajalla 2.07,30, 400 metrin sekauinnissa ajalla 4.30,90 ja 4 × 200 metrin vapaauintiviestissä sekä sai hopeaa 100 metrin selkäuinnissa. Rion olympialaisissa vuonna 2016 Hosszú voitti 100 metrin selkäuinnin ajalla 58,45, 200 metrin sekauinnin ajalla 2.06,58 ja 400 metrin sekauinnin maailmanennätysajalla 4.26,36. 200 metrin selkäuinnissa Hosszú saavutti hopeaa ajalla 2.06,05 Saman vuoden Windsorin lyhyen radan MM-kilpailuissa hän voitti seitsemän kultaa: 100 ja 200 metrin selkä- ja perhosuinneissa sekä 100, 200 ja 400 metrin sekauinneissa. Lisäksi hän oli toinen 200 metrin vapaauinnissa ja 50 metrin selkäuinnissa sekä neljäs 400 metrin ja kahdeksas 800 metrin vapaauinnissa.