To był jeden z najlepszych sezonów w karierze Piotra Małachowskiego. Na zawodach w Bydgoszczy po raz 11 zdobył tytuł mistrza Polski (68,10). W mistrzostwach Europy w Amsterdamie okazał się najlepszy z wynikiem 67,06 m. Podczas igrzysk olimpijskich w Rio de Janeiro zdobył srebrny medal wynikiem 67,55 cm. Polski mistrz prowadził do ostatniej kolejki, w której został przerzucony o 80 cm przez Christopha Hartinga, brata swego odwiecznego rywala, Roberta. Swój medal z Rio Małachowski przeznaczył na cele charytatywne. Najlepszy wynik sezonu – 68,15 – uzyskał 28 maja w Warszawie. 9 września 2016 r. w finałowym mityngu Diamentowej Ligi w Brukseli zajął 2. miejsce z wynikiem 65,27 m (wygrał z wynikiem 65,78 m Szwed Daniel Ståhl, lider list światowych). Małachowski po raz czwarty zwyciężył w łącznej klasyfikacji DL, gromadząc 54 punkty (wcześniej zwyciężył w mityngach w Dausze, Rabacie, Birmingham i Monaco). Na koniec roku został uznany jedną z 10 osobowości roku przez magazyn "Spikes", finansowany przez IAAF. W 82. Plebiscycie Przeglądu Sportowego na 10. najlepszych sportowców Polski zajął, najwyższe w karierze, 3. miejsce. 9 stycznia 2017 na spotkaniu noworocznym Rodziny Olimpijskiej prezydent Andrzej Duda odznaczył Małachowskiego Krzyżem Oficerskim Orderu Odrodzenia Polski. Podobne odznaczenie otrzymał również trener Witold Suski.