Στο Ευρωπαϊκό Πρωτάθλημα του 2016 στη Γαλλία, ο Λεβαντόφσκι δεν είχε σουτ εντός εστίας μέχρι τον αγώνα του γύρου των 16 με την Ελβετία στο Σαιντ-Ετιέν. Μετά την ισοπαλία με 1–1, σημείωσε το πρώτο γκολ στη διαδικασία των πέναλτι, όπου η Πολωνία κέρδισε και προκρίθηκε για πρώτη φορά στους προημιτελικούς. Στο 100ο δευτερόλεπτο του προημιτελικού εναντίον της Πορτογαλίας στο Σταντ Βελοντρόμ, σκόραρε έπειτα από σέντρα του Κάμιλ Γκροσίτσκι για να ανοίξει το σκορ στην ισοπαλία με 1–1 και σκόραρε και πάλι στη διαδικασία των πέναλτι, αν και οι Πολωνοί έχασαν. Κατά τον αποκλεισμό της Πολωνίας, ο Λεβαντόφσκι είχε υποστεί περισσότερα φάουλ από οποιονδήποτε άλλο παίκτη στη διοργάνωση.