Per il 2016 si trasferisce nel team Pata Yamaha per giudare, insieme all'inglese Alex Lowes la nuovissima YZF-R1. Durante la Superpole 2 del Gran Premio d'Italia a Imola cade procurandosi una lieve frattuta al malleolo sinistro ed è quindi costretto a saltare l'evento ed i successivi Gran Premi, il suo posto in squadra viene preso prima dall'americano Cameron Beaubier poi dall'italiano Niccolò Canepa, entrambi piloti Yamaha in questa stagione, impegnati in altri campionati. Guintoli rientra in squadra a metà settembre, in occasione del Gran Premio di Germania al Lausitzring. Riesce a chiudere al terzo posto gara 1 nel Gran Premio del Qatar a Losail, ottenendo il primo podio stagionale per Yamaha. Chiude la stagione all'undicesimo posto in classifica piloti con 141 punti ottenuti.