Kei Nishikori inizia l'anno con due quarti di finale a Brisbane e Melbourne sconfitto da Bernard Tomić e Novak Đoković rispettivamente. Vince per la quarta volta consecutiva il Memphis Open battendo in finale Taylor Fritz col punteggio di 6-4, 6-4. Perde da Sam Querrey ale secondo turno del torneo di Acapulco. Difende i colori del Giappone negli ottavi di finale della Coppa Davis, battendo Daniel Evans in tre set prima di venire sconfitto in cinque set da Andy Murray. Ad Indian Wells viene sconfitto da Rafael Nadal nei quarti di finale. Raggiunge la finale al Miami Open dove viene sconfitto da Đoković con un doppio 6-3. Non riesce poi a difendere il titolo a Barcellona sconfitto nuovamente da Nadal. A Madrid e Roma viene sconfitto in semifinale da Đoković. Non riesce a superare gli ottavi al Roland Garros fermato da Richard Gasquet. Si ritira al secondo turno dal torneo di Halle e al quarto turno a Wimbledon. Torna in campo per il turno di spareggio di Coppa Davis ma visto la precaria forma fisica partecipa solo all'incontro di doppio dove in coppia con Yūichi Sugita stende Artem Smirnov e Serhij Stachovs'kyj conquistando il punto del 3-0. Raggiunge la seconda finale della stagione in un Master 1000 a Toronto ma viene nuovamente battuto da Đoković. Partecipa alle olimpiadi dove viene sconfitto in semifinale da Murray ma conquista la medaglia di bronzo battendo Nadal in tre set. Viene poi eliminato al terzo turno del Western &amp; Southern Open da Tomić. Agli US Open si spinge fino alla semifinale battendo Murray nei quarti di finale, prima di arrendersi a Stan Wawrinka. Si ritira al secondo turno del Rakuten Japan Open Tennis Championships per un problema alla schiena. Torna poi in campo a Basilea dove raggiunge la finale ma viene sconfitto da Marin Čilić per 6-1, 7-65. Viene poi sconfitto al terzo turno del BNP Paribas Masters da Jo-Wilfried Tsonga. È la sua terza apparizione al torneo.