В декабре 2015 года Леклер принял участие в тестах GP3 за рулём болида команды «ART Grand Prix». В феврале 2016 года было объявлено, что Леклер станет боевым пилотом коллектива в предстоящем сезоне. Этот сезон Леклер и «ART Grand Prix» провели удачно. Леклер выиграл первую же гонку в Барселоне, затем занимал первые места на Ред Булл Ринге и Спа-Франкоршаме, всего на подиуме побывал восемь раз. Набранные в результате 202 балла принесли Леклеру победу в личном зачёте, а благодаря его достижениям и успехам его партнёра по команде Алекса Албона «ART Grand Prix» выиграла кубок конструкторов.