シーズン開幕戦でカンサスシティ・チーフスに負けるなど、序盤はつまづいたものの最終的にはシーズンをAFC一位で終え、三度目のリーグMVPを獲得した。プレーオフではAFCコンファレンス決勝前に手を縫うほどの怪我を負い、第4Qでジャクソンビル・ジャガーズを逆転して2年連続して第52回スーパーボウルに出場した。スーパーボウルではフィラデルフィア・イーグルスに先行を許し、第4Qで一時逆転するものの、再逆転されたのちにファンブルにより攻撃権を失い、結局8点差で試合を失った。だがこの試合でブレイディは505ヤードのパスを投げて自身のスーパーボウル記録を破り、またポストシーズンで10,000ヤードを投げた史上初のQBとなった。チームの挙げた33点はスーパーボウルで負けたチームの得点としては最大となった。
ブレイディは攻撃の核であるグロンコウスキとヘルナンデスの負傷に苦しめられながらも、パス4,827ヤード・34TD（8INT）・QBレイティング98.7を記録する活躍でプロボウルに選出された。チームは獲得ヤード・得点数で共にリーグトップとなるなど、前年に引き続きオフェンスが好調を保った。チームは3勝3敗のスロースタートを切るも、以降レギュラーシーズン最後の10試合で9勝を挙げ、第2シード（12勝4敗）でプレイオフに進出した。プレイオフではシード明けの初戦でヒューストン・テキサンズと対戦した。この年、テキサンズとはレギュラーシーズン第14週でも戦っており、当時11勝1敗と大躍進を果たしていた同チームを相手に42-14の大勝を飾っていた。その試合で4つのTDパスを決めていたブレイディは、この試合でも3つのTDパスを決めるなどの活躍を見せ、試合は接戦模様の前半から第3Qにペイトリオッツが一気に14点を追加して突きはなし、41-28で勝利をおさめた。この試合でブレイディはモンタナを抜いて、NFL史上最多となるプレーオフ17勝目を手にした。AFCカンファレンス・チャンピオンシップでは2季連続でレイブンズと対戦した。先のテキサンズ戦で負傷したグロンコウスキを欠いて挑んだこの試合では、ブレイディは54回ものパスを投じたものの、2つのINTを喫するなど、今季で引退を表明していたレイ・ルイス率いる相手守備陣に苦戦した。チームは前半を13－7とリードして折り返すも、後半は得点を奪うことができず、28－13で敗れシーズンを終えた。
ブレイディはパス3,900ヤード・36TD・4INT・QBレイティング111.0という成績でレギュラーシーズンを終えた。パス36TD・QBレイティング111.0は、いずれもこの年リーグトップの成績だった。ブレイディは異なる2つのシーズンでQBレイティング110以上を記録したNFL史上初の選手となった。また、このシーズンのINT率0.8％（パス492回中4INT）は当時NFL史上最も低い数字となったほか（パス試投250回未満の選手を除く）、TDパスとINTの比9：1(36TD・4INT)という成績は、自身が2007年シーズンに記録した6.25：1(50TD・8INT)を大幅に塗り替えるNFL記録となった。なお、どちらの記録も2013年シーズンにニック・フォールズが更新（0.6％と13.5：1）したが、2016年シーズンにブレイディが再度その記録を更新（0.5％と14：1）した。これらの活躍が評価され、ブレイディは自身のキャリア2度目となるシーズンMVPに選出された。同賞の投票では満票を獲得しており、これはNFL史上初の快挙であった。加えて50票中21票を獲得しNFL最優秀攻撃選手に選ばれたほか、自身3度目となるオールプロにも満票で選出された。更にはファン投票でリーグ最多の187万7089票を集め、2年連続6回目となるプロボウル選出を果たした。なお、先発としての選出は2007年シーズン以来自身2度目のことであった。
AFC第1シードのペイトリオッツはディビジョナル・プレーオフで、インディアナポリス・コルツを接戦で破り勝ち上がってきたニューヨーク・ジェッツと対戦した。第12週で大勝していたこともあり、試合はペイトリオッツ有利と見られていたが、チーム最初のドライブでブレイディがレギュラーシーズンと合わせて実に340投ぶりのINTを喫してしまう。その後も5つのサックを浴びるなどジェッツディフェンスに苦しめられ、28-21で2シーズン連続となるプレーオフ初戦敗退を喫した。
NBAにおいて最初にツインタワーと呼ばれたのはヒューストン・ロケッツの身長223センチのラルフ・サンプソンと身長213センチのアキーム・オラジュワンになる。1983年のNBAドラフトで全体1位指名でロケッツに入団したラルフ・サンプソンはルーキー・オブ・ザ・イヤーを獲得するほど活躍し1984年のNBAドラフト全体1位で指名されてロケッツに入団したオラジュワンとサンプソンは「ツインタワー」としてチームの主軸となる。2人のコンビは2年目にはNBAファイナルに進むも当時史上最強と呼ばれたボストン・セルティックスと戦い、2勝4敗で敗れた。翌シーズンはサンプソンの怪我により「ツインタワー」は有効に機能せず、続く1987-88シーズン中にサンプソンはトレードに出されツインタワーは解消された。実質、二人が効果的に機能したのは2年ほどだった。次にツインタワーと呼ばれるのはサンアントニオ・スパーズの身長216センチのデビッド・ロビンソンと身長213センチ（当時の登録によるもの。現在は211センチ登録）のティム・ダンカンになる。1987年のNBAドラフトで全体1位でロビンソンはスパーズに指名され、海軍でのキャリアを務めた後、1989年よりスパーズに加入した。ロビンソンは前シーズン21勝61敗だったチーム成績をミッドウェストディビジョン1位の56勝26敗に引き揚げる原動力となりルーキー・オブ・ザ・イヤーを受賞した。1997年のNBAドラフトで全体1位でダンカンがスパーズに指名され入団、センターのロビンソンとの「ツインタワー」としてチームの主軸となる。2年目にはNBAファイナルでニューヨーク・ニックスを破り優勝した。その後、ロビンソンは年齢的な衰えや故障したシーズンもあり、個人成績は徐々に下降していき、ダンカンがエースとしてチームを牽引した。ロビンソンとダンカンのコンビは6年間続き、2003年にはスパーズは2度目の優勝をした。このシーズンが終わるとロビンソンは引退したが、スパーズはセンターのラドズラフ・ネステロビッチを獲得し、ツーセンター・システムを継続、2005年に3度目の優勝を果たした。