W roku 2016 Albon awansował do GP3, gdzie nawiązał współpracę z francuskim zespołem ART Grand Prix. Tajlandczyk był najgroźniejszym rywalem w walce o tytuł swojego zespołowego partnera, a zarazem podopiecznego Scuderii Ferrari, Charlesa Leclerca. Alexander zaliczył zwłaszcza znakomity początek sezonu, w którym stanął w pięciu z ośmiu pierwszych wyścigów na podium. Trzykrotnie sięgał po zwycięstwo - w głównym wyścigu na Silverstone oraz w sprintach w Katalonii oraz Hungaroringu. Po słabszym weekendzie na torze Spa-Francorchamps odnotował znaczne straty do rywala. Uratował jednak swe szanse drugim miejscu w niedzielnym wyścigu na Monzie oraz zwycięstwem w głównym starcie na Sepang. Finał w Yas Marina Circuit rozpoczął znakomicie, od pole position. W trakcie wyścigu, po neutralizacji, doszło między nim a Brytyjczykiem Jackiem Aitkenem do kolizji, w wyniku której utracił jakiekolwiek szanse na tytuł. Był w tym momencie jednak pewny wicemistrzostwa serii. Albon siedmiokrotnie mieścił się w czołowej trójce, w tym czterokrotnie na jego najwyższym stopniu. Dwukrotnie również startował z pole position.