2016 gelang Kusnezowa, die zum Saisonauftakt in Sydney gegen Mónica Puig ihren 16. WTA-Titel im Einzel feiern konnte, die Rückkehr in die Weltspitze. Nach einer weiteren Finalteilnahme in Miami, bei der sie gegen Wiktoryja Asaranka verlor, erreichte sie in Rom das Viertelfinale sowie bei den French Open und Wimbledon jeweils die vierte Runde. Im Doppel erreichte sie an der Seite von Margarita Gasparjan zum ersten Mal seit 2012 wieder das Halbfinale eines Grand-Slam-Turniers. Dort wurden sie erst von den späteren Siegerinnen Caroline Garcia und Kristina Mladenovic bezwungen. Mit dem Einzug ins Halbfinale von Wuhan sowie der erfolgreichen Titelverteidigung in Moskau im Endspiel gegen Daria Gavrilova, kehrte Kusnezowa nach sechs Jahren wieder in die Top 10 der Weltrangliste zurück und qualifizierte sich erstmals seit 2009 wieder für die WTA Championships in Singapur, wo sie nach zwei Siegen gegen Agnieszka Radwańska und Karolína Plíšková sowie einer Niederlage gegen Garbiñe Muguruza zum ersten Mal ins Halbfinale vorstieß, in dem sie an Dominika Cibulková scheiterte. Die Saison beendete sie damit als Weltranglistenneunte. Bei den Olympischen Spielen in Rio de Janeiro kam sie im Einzel nach Erfolgen über Wang Qiang und Monica Niculescu ins Achtelfinale, in dem sie von Johanna Konta geschlagen wurde. Im Doppel ging sie gemeinsam mit Darja Kassatkina an den Start; die Beiden schieden nach einer Niederlage im Viertelfinale gegen Andrea Hlaváčková und Lucie Hradecká aus.