V pozici světové jedničky, obhájce titulu a hráče nasazeného jako číslo jedna vstupoval na Australian Open. Na úvod neměl potíže s korejským 19letým tenistou Čong Hjonem, které ho porazil ve třech setech, díky čemuž zaznamenal 10. po sobě jdoucích vítězství v prvním kole Australian Open bez ztráty sady. Stejný počet setů potřeboval i ve 2. kole, v němž porazil Francouze Quentina Halyse. Vítězstvím ve třetím kole nad Andreasem Seppim dosáhl na 33. triumf v řadě nad nějakým z italských protivníků (jediný duel prohrál v chorvatském Umagu v roce 2004 s Filippom Volandrim). V jeho 60. zápase na Australian Open udolal za čtyři hodiny a 32 minut v pěti setech Gillese Simona z Francie a vybojoval účast v 27. grandslamovém čtvrtfinále v řadě, kterou se vyrovnal Američanovi Jimmymu Connorsovi. Djoković v utkání vyprodukoval 100 nevynucených chyb (jeho nový vlastní rekord, předchozí hodnota byla 63). Ve čtvrtfinále si poradil s japonským hráčem Keiem Nišikorim. V boji o finále se střetl s Rogerem Federerem, kterého dokázal porazit ve čtyřech setech. Srb tak postoupil do svého 17. turnajového finále v řadě a vzájemnou zápasovou bilanci s Federerem dokázal překlopit na svou stranu (24–23). Ve finále narazil na Andyho Murrayho, se kterým se v boji o titul z Melbourne střetl už počtvrté. Po kontrolovaném výkonu nakonec zvítězil ve třech setech a od finále Wimbledonu 2013 ho z posledních dvanácti duelů přehrál už pojedenácté. Srb vybojoval na zdejších kurtech šestý titul, který znamenal vyrovnání rekordu v počtu titulů Australana Roye Emersona.