Nel 2016 ritorna al Giro d'Italia, raggiungendo il quinto posto finale dopo essere rimasto spesso con i migliori. In giugno si laurea campione polacco in linea, mentre in luglio al Tour de France, pur senza vittorie parziali ma con quattro podi di tappa, riesce a conquistare per la seconda volta la maglia a pois di miglior scalatore. Ai successivi Giochi olimpici a Rio de Janeiro fa quindi sua la medaglia di bronzo nella prova in linea, preceduto in uno sprint a tre da Greg Van Avermaet e Jakob Fuglsang.