Il déçoit ensuite à Toronto en perdant d'entrée de tournoi contre son compatriote Ivo Karlović, puis aux Jeux olympiques en perdant en huitième (7-6, 3-6, 4-6) contre le mondial Gaël Monfils, sans avoir réussi à le breaker. Au Masters de Cincinnati, il annonce son nouvel entraîneur en la personne de Jonas Björkman avec qui il commencera à collaborer à partir de l'US Open. Il bat facilement en deux sets Viktor Troicki et Fernando Verdasco, avant de battre le Tchèque mondial, Tomáš Berdych (6-3, 4-6, 6-4) et se qualifier pour les quarts. À ce stade, il affronte le tombeur de Nadal, Borna Ćorić, contre qui il gagne le premier set 6-2 avant de bénéficier de son abandon. Il atteint alors sa première demi-finale dans cette catégorie de tournoi. En demi-finale contre Grigor Dimitrov, dans un match acharné de 2 h 23 se finissant à plus d'une heure du matin, il s'impose au forceps (4-6, 6-3, 7-5) pour disputer le titre contre le mondial, Andy Murray. En finale contre l’Écossais, il bénéficie de la fatigue due à l'enchaînement des matchs de celui-ci, et dans un match d'un bon niveau tennistique, il s'impose (6-4, 7-5) en 1 h 34 et gagne le premier Masters 1000 de sa carrière, qui le lance parfaitement pour Flushing Meadows. Il met un terme à la série de 22 succès consécutifs de Murray, et grâce à ce parcours, réintègre le top 10 à la mondiale. Présenté comme un potentiel favoris au titre, pour l'US Open, il démarre tranquillement sa semaine mais se fait stopper net en trois manches (4-6, 3-6, 3-6) en 1 h 45 par l'Américain Jack Sock. Enfin pour la demi-finale de Coupe Davis contre la France, il apporte trois points à son équipe : battant Lucas Pouille (6-1, 7-6, la paire Pierre-Hugues Herbert - Nicolas Mahut associé à Ivan Dodig (7-6, 5-7, 7-6, 6-3) et Richard Gasquet (6-3, 6-2, 7-5), qualifiant son équipe pour la finale, une première depuis 2005.