Il 23 giugno 2015 viene annunciato che sarà direttore artistico e conduttore del Festival di Sanremo 2016 coadiuvato dall'attore Gabriel Garko, Virginia Raffaele e Madalina Ghenea. Questa edizione riesce a bissare il successo della precedente: in particolare i media italiani hanno analizzato il fatto che per la prima volta dal nuovo millennio un festival condotto due volte di seguito dallo stesso presentatore non sia crollato negli ascolti (memore dei precedenti con Fabio Fazio nel 2014 e Pippo Baudo nel 2008). In particolare la seconda serata, con il 49,91% di share, è tra le più viste di sempre, mentre quello del Festival di Sanremo 2016 è il Sanremo più visto dal 2005 con una media che ha sfiorato il 50% di share, superando quella del 2015. Per tale successo, durante la conferenza stampa finale del 14 febbraio 2016 annuncia che condurrà anche l'edizione del 2017.