В июле 2015 года Дмитрий Мусэрский выходил в стартовом составе в двух матчах Мировой лиги на позиции диагонального нападающего, а в сентябре при вновь возглавившем сборную России Владимире Алекно был выбран её капитаном и отыграл в амплуа диагонального большинство поединков Кубка мира. 22 декабря того же года Мусэрский не прибыл на сбор национальной команды перед европейской квалификацией на Олимпийские игры-2016, предупредив тренера, что по семейным обстоятельствам вынужден остаться в Белгороде. Президент Всероссийской федерации волейбола Станислав Шевченко назвал поступок спортсмена «предательством команды». После завершения победного для сборной России олимпийского отборочного турнира Алекно и Шевченко заявили, что двери в национальную команду для её экс-капитана не закрыты, и Мусэрский вернулся в сборную, сыграл в матчах Мировой лиги-2016, однако на завершающем этапе подготовки к Олимпийским играм в Рио-де-Жанейро стало известно, он не примет в них участие из-за травмы.