Il 24 giugno 2016 Belinelli viene ceduto agli Charlotte Hornets in cambio della 22ª scelta assoluta al Draft NBA 2016, ovvero Malachi Richardson. Belinelli inizia la stagione con una media del 49% al tiro da 3 punti che lo porta a essere il miglior tiratore di questo inizio di stagione. La guardia di San Giovanni in Persiceto venne elogiata da Nicolas Batum (che in passato aveva più volte affrontato Belinelli in Eurolega e con la Nazionale francese) e dal coach della squadra Steve Clifford. Per la serietà mostrata dalla società Belinelli accostò la società della Carolina del Nord ai San Antonio Spurs. Il suo ottimo inizio di stagione venne frenato da una distorsione alla caviglia durante la partita contro i Chicago Bulls (sua ex-squadra) il 24 dicembre 2016 che lo costrinse a uscire in stampelle dal campo dopo pochi minuti di gioco. Tornò in campo il 5 gennaio 2017 nella gara vinta 123-112 in trasferta contro gli Oklahoma City Thunder; in quella partita Belinelli giocò 14 minuti in cui mise a referto 7 punti, 2 rimbalzi e 1 assist. L'11 gennaio 2017, nella gara persa per 121-114 al Toyota Center di Houston contro i locali Rockets, Belinelli mise a segno 15 punti. Alla fine della stagione gli Hornets non si qualificarono ai playoffs in quanto arrivarono undicesimi a est con un record di 36 vittorie e 46 sconfitte, venendo per giunta eliminati con due giornate d'anticipo dalla corsa per l'ottavo posto perdendo per 121-114 in casa contro i Boston Celtics. Nell'arco della stagione Belinelli tenne di media 10,5 punti in 74 partite.