Nella stagione successiva, a seguito del ritiro di Mexès, cambia numero di maglia, passando dalla 28 alla 5. Il 23 dicembre 2016 si aggiudica la Supercoppa italiana, con il Milan che batte ai rigori proprio i bianconeri: Bonaventura segna il gol del pareggio, trasformando anche un rigore della sequenza finale. La sua annata termina in anticipo, a causa di un infortunio alla coscia riportato nella gara con l' a fine gennaio nella quale sigla l'unica rete del Milan. Ritorna in prima squadra il 28 maggio per l'ultima gara della stagione persa contro il (2-1), senza però riuscire ad entrare a partita in corso.