À la suite d'une enquête réalisée par la NFL concernant l'utilisation supposée de bruits artificiels mêlés à la foule au Georgia Dome, les Falcons perdent un choix de draft en 2016. Toujours afin de renforcer la défense, Atlanta sélectionne au tour Keanu Neal, safety des Gators de la Floride. Pour leur et dernière saison au Georgia Dome, Atlanta perd le premier match en première semaine face aux Buccaneers de Tampa Bay (31-24). L'équipe s'impose lors des quatre matchs suivants, dont notamment une victoire 48-33 face aux Panthers où Matt Ryan lance pour 503 yards (record de franchise) et Julio Jones réceptionne 12 passes pour un gain cumulé de 300 yards (record de franchise). Ils deviennent ainsi le premier duo quarterback-receveur de l'histoire de la franchise et de la NFL (depuis l'ère Super Bowl) à gagner 500 yards à la passe et 300 yards à la réception . L'attaque est performante sous les ordres du coordinateur offensif Kyle Shanahan, fils de Mike Shanahan. Le duo de jeunes coureurs, Devonta Freeman et Tevin Coleman, compile près de 1600 yards et 19 touchdowns au cours de la saison. Julio Jones totalise un gain cumulé de1409 yards à la réception et Matt Ryan frôle la barre des 5000 yards gagnés à la passe (4944), inscrivant 38 touchdowns pour 7 interceptions et obtenant une évaluation de 117.1, record de la franchise pour un quarterback. L'attaque inscrit 540 points en 16 rencontres ( meilleur total de l'histoire de la NFL), soit une moyenne de 33,7 points par match. La défense n'est pas aussi spectaculaire mais montre de vrais progrès grâce notamment à Vic Beasley qui totalise le plus grand nombre de sacks sur la saison NFL (15,5). L'équipe remporte le titre de sa division, terminant avec un bilan positif de 11-5. Elle est classée seconde de la conférence NFC et se qualifie pour la phase éliminatoire.