Eine starke Leistung lieferte van Barneveld während der Weltmeisterschaft 2017. Nach einem denkwürdigen Viertelfinale gegen Phil Taylor (5:3) konnte "Barney" erst im Halbfinale durch den späteren Turniersieger Michael van Gerwen gestoppt werden (2:6) Er spielte den höchsten Average (109,34), der bei einer WM nicht für einen Sieg reichte. In die Premier League Darts 2017 startete er stark und stand nach der "Judgement Night" mit 12 Punkten auf Platz 3, aber in den verbleibenden 7 Spielen holte er nur noch 2 Punkte und verpasste die Play-Offs als 6ter. Mit Michael van Gerwen gewann er im Juni zum dritten Mal den World Cup of Darts.