À l'Open du pays de Galles de 2016, Martin O'Donnell élimine l'Écossais Stephen Maguire au premier tour avant d'être battu au tour suivant par le Gallois Matthew Stevens. O'Donnell continue sur sa bonne lancée en atteignant pour la première fois le stade des huitièmes de finale sur un tournoi classé à l'occasion de l'Open de Chine. Sur son parcours, il élimine notamment l'ancien champion du monde Mark Williams lors des qualifications puis Joe Swail et Matthew Selt dans le grand tableau. Il finit néanmoins par s'incliner face à son compatriote Mark King, sur le score de 5 à 0.