ביורו 2016, שנערך בצרפת, פתח גריזמן במשחק פתיחת הטורניר, בניצחון 2–1 על . במשחק הבא פתח גריזמן על הספסל, ועלה כמחליף מול . הוא כבש את השער הראשון במשחק בנגיחה בדקה ה-90. בשמינית הגמר כבש גריזמן צמד ב-3 דקות, וקבע מהפך שהביא לניצחון צרפת על . ברבע הגמר בישל גריזמן לפול פוגבה ולדימיטרי פאייה, לפני שכבש בעצמו, בניצחון 5–2 על . בחצי הגמר כבש גריזמן צמד והעלה את נבחרתו לגמר יורו 2016, בפעם הראשונה מאז יורו 2000, תוך ניצחון 2–0 על . במשחק הגמר הפסידה צרפת 0–1 ל, לאחר הארכה.