Il 28 dicembre 2015, Chapman fu scambiato con i New York Yankees in cambio di quattro prospetti delle minor league. Il 25 agosto 2016 fu nuovamente scambiato, questa volta con i Chicago Cubs, in cambio di 5 giocatori. Nelle National League Division Series contro i San Francisco Giants fece registrare un nuovo record delle NLDS con tre salvezze su quattro occasioni. In gara 1 delle National League Championship Series (NLCS) contro i Los Angeles Dodgers sprecò una salvezza ma rimase in campo e alla fine i Cubs rimontarono, guadagnando la vittoria.. In gara 5 delle World Series 2016, con i Cubs in svantaggio per 3-1 nella serie, giocò gli ultimi tre inning concedendo una sola valida e conservando il vantaggio di 3–2 per Chicago. Nella decisiva gara 7 sprecò una salvezza ma risultò il lanciatore vincente dopo che rimase in campo e i Cubs vinsero il titolo al 10º inning, conquistando le prime World Series degli ultimi 108 anni.