Op 12 mei 2016 werd hij opgenomen in de selectie voor het Europees kampioenschap in eigen land. Hij was de speler met de meeste interlanddoelpunten in de selectie. In de twee voorbereidende vriendschappelijke interlands maakte hij drie doelpunten, waarvan twee in een wedstrijd tegen Schotland (eindstand 3–0) op 4 juni 2016. Tijdens de door Frankrijk met 2–1 gewonnen openingswedstrijd tegen Roemenië, wat ook de vijftigste interland van Giroud was, maakte hij het eerste doelpunt van het EK 2016. In de kwartfinale tegen IJsland maakte Giroud zijn tweede en derde doelpunt van het toernooi. Ook assisteerde hij een doelpunt van Antoine Griezmann, zoals hij dat ook deed in de wedstrijd tegen Ierland. Frankrijk haalde de finale dat toernooi, waarin het na verlenging verloor van Portugal. Giroud kreeg de bronzen schoen voor zijn drie doelpunten en twee assists dat toernooi. (Griezmann en Cristiano Ronaldo eindigde boven hem).