Cuatro meses después es de nuevo convocada para el Campeonato Europeo de Balonmano Femenino de 2016, disputado en Suecia, donde defendían la plata obtenida en Hungría. Sin embargo la mala suerte se volvió a apoderar del combinado nacional. Las "Guerreras" fallaron en la primera fase tras caer ante Suecia y Serbia y tan solo vencer a Eslovenia (donde Marta fue importantísima al anotar 4 goles fundamentales), por lo que pasaron sin puntos al "Main Round" donde tenían que ganarlo todo. Y en el primer partido de la segunda fase, volvió a aparecer Francia. Y de nuevo con un final cruel, tras perder con un gol de las galas en el último segundo (22-23), por lo que se despedían matemáticamente de todo opción de medallas. En los ya dos últimos intrascendentes partidos, empataron ante Alemania y perdieron contra Holanda para acabar en un pésimo undécimo puesto. Marta jugó los 6 partidos en los que logró anotar 8 tantos; en el que supuso el último torneo de Jorge Dueñas como seleccionador, siendo reemplazado por Carlos Viver.