Le , Thomas Meunier s'engage avec le Paris Saint-Germain pour une durée de quatre ans comme doublure de Serge Aurier. Il participe à son premier match officiel avec les Parisiens le contre l'Olympique lyonnais lors du Trophée des champions (victoire 4-1), remplaçant David Luiz. Il débute en Ligue 1 le contre l'AS Monaco (défaite 3-1), suppléant une nouvelle fois le Brésilien. Il inscrit son premier but sous ses nouvelles couleurs le et offre la victoire, d'une volée, au PSG, 2 buts à 1, à Bâle lors de la quatrième journée de la Ligue des champions. Il se montre également décisif le , offrant le but de la victoire à Edinson Cavani en déplacement à Lyon (victoire 1-2). Le , lors d'une large victoire en Ligue des champions de l'UEFA 2016-2017 contre le FC Barcelone 4-0, il délivre une passe décisive à Cavani pour le quatrième but parisien, dans son style caractéristique.