Elena Vesnina e Ekaterina Makarova l'anno precedente erano state costrette al ritiro a causa dell'infortunio della Makarova. Partecipano ai tornei con diverse compagne fino al torneo di Madrid, dove raggiungono la semifinale, fermate da Garcia e Mladenovic. Agli Internazionali BNL d'Italia raggiungono la finale, ma vengono battute da Martina Hingis e Sania Mirza. Riescono a raggiungere la finale anche all'Open di Francia fermate sempre dalle padrone di casa. Si ritirano nei quarti di finale di Eastbourne. A Wimbledon vengono superate nei quarti di finale da Serena e Venus Williams. Conquistano il primo titolo della stagione alla Rogers Cup superando Simona Halep e Monica Niculescu nell'atto conclusivo. Conquistano la medaglia d'oro alle Olimpiadi di Rio battendo in finale la coppia svizzera formata da Timea Bacsinszky e Martina Hingis. Agli US Open giungono fino alla semifinale dove vengono sconfitte da Bethanie Mattek-Sands e Lucie Šafářová. Per la prima volta dalla loro riunione vengono sconfitte prima dei quarti di finale: a Pechino infatti non vanno oltre il secondo turno, fermate da Christina McHale e Peng Shuai. Nel torneo di casa a Mosca vengono sconfitte al primo turno da Daria Gavrilova e Daria Kasatkina.