Sesongåpningen i langrenn i Norge 2016 ble arrangert på Beitostølen i november, og Northug kom der på 138.-plass på 15 km klassisk og sjetteplass på sprinten. Under NM på ski 2017 kom han på 15.-plass på sprinten og 53.-plass på 15+15 km skiathlon på Lygna, og under NM del 2 på Gålå kom han på 81.-plass på 10 km fri teknikk og 87.-plass på femmila. Han kom på 26.-plass i Skandinavisk Cup 2016/17, og han kom på 60.-plass i Norgescupen i langrenn 2016/17. I U23-norgescupen kom han på 22.-plass.