Van Avermaet, empieza el año imponiéndose en la Omloop Het Nieuwsblad, por segundo año consecutivo, ante Peter Sagan al sprint. A continuación, acude a la Kuurne-Bruselas-Kuurne, donde termina 7.º, y a la Strade Bianche, donde termina por segunda vez en su carrera 2.º, batido por Michał Kwiatkowski, en la rampa final. Participa en el E3 Harelbeke, donde se impone a un grandísimo clasicómano como Philippe Gilbert y vence en la Gante-Wevelgem, tras un grandísima actuación. Sin embargo, su posiblemente mayor momento de gloria en su carrera deportiva, quizás a excepción del Campeonato Olímpico en ruta de Río, es la victoria en la París-Roubaix, al vencer al sprint en el famoso Velódromo de Roubaix. Sin embargo, una semana antes, había sido segundo en el Tour de Flandes, aunque hubiera podido luchar por la victoria de la carrera si no hubiera sufrido una caída junto a Peter Sagan y Oliver Naesen, provocada por la chaqueta que un espectador había colocado en una de las vallas que había al lado de uno de los muros de pavé, y que se enganchó a una de las bicicletas de los tres corredores en el momento que atacaban, en el que se estaba decidiendo la carrera. Participa en el Tour de Francia, buscando una etapa o el maillot amarillo, aunque sin éxito, y se presenta en el Tour de Luxemburgo, donde se impone en la general final, la clasificación por puntos y dos etapas. Termina 8° en la Clásica de San Sebastián, 10.º en la Bretagne Classic, y 2.º y 7.º en el Gran Premio de Quebec y el Gran Premio de Montreal, respectivamente. Además, termina 6° en el , y es declarado ganador del UCI WorldTour, premio a una temporada tan completa.