2016 spielte Hibino vor allem kleinere Turniere auf der WTA Tour und erreichte dabei mehrfach die Runde der letzten Acht. Außerdem stand sie erstmals bei allen vier Grand Slam-Turnieren im Hauptfeld, doch schied sie jeweils in der ersten Runde aus. Anfang des Jahres erzielte sie mit Position 56 ihre bislang beste Weltranglistenplatzierung. In Taschkent kam sie erneut ins Finale, musste sich dieses Mal aber Kristýna Plíšková in drei Sätzen geschlagen geben. Bei ihrer ersten Teilnahme an den Olympischen Sommerspielen in Rio de Janeiro besiegte sie zum Auftakt Irina-Camelia Begu, bevor sie in der zweiten Runde Garbiñe Muguruza unterlag. Obwohl ihre Leistungen im darauffolgenden Jahr stagnierten, erreichte sie 2017 zwei weitere WTA-Finals: In Kuala Lumpur, das sie gegen Ashleigh Barty verlor und in Nanchang, wo sie sich Peng Shuai geschlagen geben musste. Im Doppel konnte sie in Monterrey zusammen mit Alicia Rosolska ihren ersten WTA-Titel feiern. Aufgrund eines weiteren Finaleinzugs beim ITF-Turnier in Liuzhou konnte sie das Jahr zum dritten Mal in Folge unter den Top 100 der Welt beenden. Zudem gelang ihr in New York gegen Catherine Bellis ihr erster Erfolg im Hauptfeld eines Grand-Slam-Turniers; in der zweiten Runde scheiterte sie in drei Sätzen an Lucie Šafářová.