ב-22 ביוני 2016, כבש רונאלדו צמד במשחק נבחרתו בטורניר הגמר של יורו 2016 נגד הונגריה, ובכך היה לשחקן הראשון שכובש בארבעה טורנירי יורו ברציפות. לאחר מכן, העלה את מניין שעריו בטורנירי היורו השונים לתשעה: שיא כיבושים, בצוותא עם מישל פלאטיני. פורטוגל לא הרשימה בשלב הבתים המוקדם בטורניר: היא סיימה את כל משחקיה בתיקו, והעפילה בקושי מהמקום השלישי שמקדימים אותה נבחרות איסלנד והונגריה. בחצי הגמר היא גברה על ויילס 2–0, רונאלדו הבקיע את הראשון בנגיחה ובישל עבור נאני את השני. משחק הגמר נגד המארחת נערך ב-10 ביולי בסטאד דה פראנס רונאלדו נפגע כבר בתחילת המשחק מתיקול של דימיטרי פאייה ובדקה ה-25 נאלץ לעזוב לאחר 25 דקות משחק בלבד. היה זה חילוף לאחר 24 משחקים רצופים בטורנירי גמר במדי פורטוגל שבהם לא הוחלף. פורטוגל גברה 1–0 על צרפת משער בהארכה של אדר וזכתה בגביע אירופה בפעם הראשונה בתולדותיה. רונאלדו כקפטן הניף את הגביע.