Per la stagione di Serie A 2016-2017 il cambio più importante venne fatto in panchina dove dopo 5 anni Ventura lasciò il posto al serbo Mihajlović. Nella sessione estiva Bruno Peres fu ceduto alla Roma; il capitano Glik al Monaco e Maksimović al Napoli. Arrivarono invece in particolare lo spagnolo Iago Falque, il fantasista serbo Adem Ljajić e il portiere inglese Joe Hart. Antonio Barreca venne riscattato dal Cagliari. Il 27 luglio il Torino fu invitato dal Benfica a partecipare all'incontro amichevole in onore di Eusébio: l'Eusébio Cup. I granata vinsero il trofeo ai calci di rigore dopo che la partita terminò 1-1 nei tempi regolamentari. Il campionato fu contraddistinto da un Toro formato attacco (71 gol fatti), ma anche da una difesa fragile (66 reti incassate). Diverse furono le "goleade" inflitte (5-1 al Cagliari; 4-1 al Palermo; 5-1 al Bologna; 5-3 al Pescara) e subite (0-5 dal Napoli; 1-4 dalla Roma). Belotti fu l'autentico protagonista della stagione granata con 26 gol segnati in campionato (più 2 in Coppa Italia), bene fecero anche Falque con 12 centri e Ljajić con 10 reti. Il Toro bloccò inoltre la striscia di 33 vittorie casalinghe consecutive della Juventus, pareggiando 1-1 (a segno per il Torino Ljajić su punizione) all'Allianz Stadium. I granata conclusero al nono posto una stagione che, dopo le vittorie interne contro Roma e Fiorentina (posizionandosi in zona Europa), li vide in un lento, ma inesorabile calo.