1990年発売。D-50の後継機種で、ライブパフォーマンス指向のフラッグシップモデルとして誕生した、Dシリーズ最後の機種。マスターキーボード機能を強化した76鍵ベロシティ、アフタータッチ対応鍵盤を持ち、リアルタイムで音色を変化させることの出来るスライダーや大型のLCDを搭載している。D-70は76鍵という大型の鍵盤とAdvanced LA音源という音源の組み合わせによってパフォーマンスプレイに最適化された傾向が強い。そのため、同時期のシンセサイザーに比べてもマルチティンバー音源としての性能は控えめである。さらに音源だけを使用することに意味がないという考えから、単独の音源モジュールは登場しなかった。D-70は「SuperLAシンセサイザー」、その音源は「Advanced LA音源」と呼ばれている。実際にはRS-PCM音源を持つU-20にTVFが使えるようになったものであり、LA32チップを搭載するこれまでのLA音源と直接の関連はない。U-20用のRS-PCMカードを使ってPCM波形を追加する事が可能であり、DLMによって新しい波形を作り出すことが出来るという点で、これまでのDシリーズとも、またUシリーズとも違った個性を持っていた。一方、ライブパフォーマンスを重視したシンセサイザーでありながら、最大28音ポリフォニック、5パート+1リズムのマルチティンバー機能を搭載しており、スタジオでの活用も考慮されていた。コルグのM1によって市民権を得た、プレイバックサンプラーから発展したシンセサイザーは、メモリの低価格化によって、非常に高品位なPCM波形を潤沢に内蔵できるようになった。このことは、手軽にリアルな音が誰にでも扱えるようになった反面、シンセサイザーが本来持っていた音を合成するという能力は、重要視されなくなってしまう。ローランドは、当初プレイバックサンプラーとシンセサイザーを明確に分ける姿勢を見せていた。しかし、D-70でこれらを統合した。この事は、シンセサイザーはまずPCM再生機であるべき、という時代の到来を示していた。
Eシリーズはローランドが発売していた、自動的に伴奏を付ける「インテリジェントアレンジャー」機能を搭載したシンセサイザーである。その初期モデルの音源としてLA音源が使用されていた。いずれの機種もLA32チップを用いたLA音源を搭載しているが、自動伴奏やアレンジ機能が主であるため、音色の合成などシンセサイザーとしての機能には限界がある。E-10とE-20は1989年、PRO-E/E-5/E-30は1990年発売。
復帰戦となる年初のブリスベン国際では準々決勝でミロシュ・ラオニッチに敗れた。全豪オープンでは準々決勝でラオニッチに、準決勝でグリゴール・ディミトロフに6-3, 5-7, 7-6(5), 6-7(4), 6-4で勝利し、グランドスラムでは2014年全仏オープン以来の決勝進出を果たす。決勝ではロジャー・フェデラーとグランドスラムでは2014年全豪オープン以来、グランドスラム決勝では2011年全仏オープン以来となる対戦。4-6, 6-3, 1-6, 6-3, 3-6で敗れ、準優勝となった。2月のメキシコ・オープンではサム・クエリーに屈し準優勝。3月のBNPパリバ・オープンでは4回戦で再びフェデラーと対戦し、2-6, 3-6で敗れた。続くマイアミ・オープンでも決勝でフェデラーと対戦し、3-6, 4-6で敗れて準優勝となった。4月のモンテカルロ・マスターズでは決勝で同じスペインのアルベルト・ラモス＝ビノラスに6-1, 6-3で勝利し、2017年シーズン初優勝となるモンテカルロ通算10回目の優勝を果たし、同時に通算70勝、さらにギリェルモ・ビラスを抜いて単独1位となるクレー通算50勝を達成した。 その後バルセロナ・オープンとマドリード・マスターズでは、ともに決勝でドミニク・ティエムを破り優勝。しかし続くローマ・マスターズでは第8シードのティエムにリベンジを食らって準々決勝敗退となった。そして迎えた全仏オープンではティエム、スタン・ワウリンカなどに勝利し、全試合ストレート勝利、失ゲーム数35という脅威の試合運びでグランドスラム史上初の同大会ラ・デシマ(スペイン語でV10)を達成。ウィンブルドンでは第4シードから順当に4回戦まで勝ち上がり、第16シードのジレ・ミュラーと対戦。2セットダウンから追いつく粘りを見せるも、最終セットで接戦の末13-15と敗れ、準優勝した2011年以来のベスト8進出を逃した。ロジャーズ・カップでは世界ランク2位ながらアンディ・マリーの欠場により第1シードで参戦。3回戦で地元カナダの新星デニス・シャポバロフ相手に敗退。しかしマレーに加え世界ランキング3位のフェデラーが次のウエスタン・アンド・サザン・オープン欠場を表明したため、3年ぶりの世界1位復帰が確定した。その大会では準々決勝でニック・キリオスに敗れた。そして全米オープンは、2014年全仏オープン以来となるグランドスラム第1シードとして出場。準々決勝で若手アンドレイ・ルブレフを6-1, 6-2, 6-2で一蹴すると準決勝では、2009年の同大会覇者であり準々決勝でフェデラーを破ったフアン・マルティン・デル・ポトロと対決し、これを4-6, 6-0, 6-3, 6-2で撃破。決勝ではケビン・アンダーソンを6-3, 6-3, 6-4のストレートで倒し、今シーズン2度目となる16度目の四大大会制覇を果たした。ハードコート大会での優勝は2014年開幕戦のカタール・エクソンモービル・オープン以来約3年8ヶ月ぶりのことであった。全米優勝後初の大会はこの年初開催となったエキシビションマッチであるレーバーカップ。長年のライバルのフェデラーとダブルスを組んでファンを沸かせ、またシングルスでも1勝を記録して欧州選抜チームの優勝に貢献した。アジアシリーズではまずチャイナ・オープンに参戦。準決勝では昨年の同大会で敗れたディミトロフに勝利すると、決勝でキリオスに6-2, 6-1で圧勝し12年ぶりに優勝した。続く上海マスターズでは準々決勝で再びディミトロフを、準決勝でマリン・チリッチを破って2週連続の決勝進出。しかし決勝ではシーズン4度目の対戦となったフェデラーにまたしても敗れた。スイス・インドアは上海から続く膝の状態悪化により欠場。しかし続くBNPパリバ・マスターズで復帰すると2回戦で鄭現を下し、30代選手としては初となる年間最終ランク1位を確定させる。その後3回戦にも勝利したものの準々決勝を前に棄権した。2年ぶりの出場となったATPファイナルズでは、ティエム、ディミトロフ、ダビド・ゴフィンと同じグループに入った。初戦でゴフィン相手にマッチポイント4本を凌ぐも、6-7(5), 7-6(4), 4-6のフルセットで敗れ、その後膝の負傷を理由に同大会からの棄権を表明した。