La stagione 2016-2017 inizia con il cambio di allenatore in panchina: Josep Guardiola viene sostituito dall'italiano Carlo Ancelotti che si porta come secondo allenatore e collaboratore il figlio Davide e il suo secondo anche ai tempi del Chelsea Paul Clement. La stagione inizia subito bene per lui infatti vince il primo trofeo alla prima uscita stagionale, ovvero la Supercoppa di Germania battendo il Borussia Dortmund in finale per 2-0 al Borussia Park, con gol di Thomas Müller e Arturo Vidal. Anche in campionato la squadra parte bene vincendo le prime 5 partite di fila e riuscendo ad ottenere 10 risultati utili consecutivi perdendo la prima partita per 1-0 in casa del Borussia Dortmund. Alla fine della stagione con 25 vittorie 7 pareggi e 2 sconfitte si conferma campione di Germania per la 27ª volta nella sua storia. Per quanto riguarda la Champions League i bavaresi vengono inseriti nel girone D con Rostov, PSV e Atletico Madrid. In Europa l'inizio è molto più altalenante, visto che nelle prime 6 partite del girone arrivano 4 vittorie intervallate da 2 sconfitte: la prima per 1-0 in casa dell'Atletico Madrid e la seconda per 3-2 sul campo del Rostov. Nonostante tutto riescono a qualificarsi agli ottavi di finale come secondi dove incontreranno i londinesi dell'Arsenal che batteranno entrambe le volte per 5-1. Ai quarti di finale incontrano i campioni in carica del Real Madrid dove vengono sconfitti in casa per 2-1 e al Bernabeu per 4-2 dopo i tempi supplementari visto che i tempi regolamentari si conclusero sul risultato di 2-1 per i bavaresi. Il Bayern Monaco in questa partita può recriminare per gli errori dell'arbitro Viktor Kassai, che con l'espulsione di Arturo Vidal, il Real Madrid riesce a recuperare il risultato passando dall'1-2 al 4-2 finale. In Coppa di Germania invece i bavaresi riescono ad arrivare fino alla semifinale dove vengono sconfitti in casa dal Borussia Dortmund per 2-3.