Selv om Cowboys' eier Jerry Jones først hadde sagt at Romo kom til å forbli lagets starter når han kom tilbake, førte Prescotts suksess og Romos langvarige skadeperiode til at Jones ombestemte seg. Mens Prescott ledet laget på en åtte kamper lang seiersrekke gav Romo fra seg sin stilling som startende quarterback til Prescott og ble utpekt til Cowboys' reserve da han returnerte til den aktive spillerstallen i uke 11. Romo fikk sin sesongdebut i sesongrinalen, 1. januar 2017, mot Philadelphia Eagles. I det som skulle ende opp med å bli hans karrieres siste play kastet han en touchdownpasning til Terrance Williams før Mark Sanchez tok over ut kampen.