Nästa stora uppdrag i landslaget blev EM 2016 på hemmaplan. Under turneringen gjorde han sex mål och två assist på sju matcher. Han gjorde bland annat de båda målen i Frankrikes 2-0-seger i semifinalen mot Tyskland. I finalen besegrades Frankrike av Portugal, och tog därmed EM-silver. Griezmann blev utsedd till "Turneringens bäste spelare" i EM 2016.