I Falcons' 25. og siste sesong i Georgia Dome, tapte de i uke 1 mot Buccaneers 24–31. Med en 41–13 seier mot San Francisco 49ers i uke 15, sikret Falcons sin første positive sesong siden 2012, og uken etter sikret de sin første divisjonstittel siden 2012 med en borteseier mot Carolina Panthers. I sin siste seriespillkamp i Georgia Dome vant Falcons mot New Orleans Saints, for et sesongresultat på 11–5. I divisjonsrunden slo de Seahawks 36–20, og i NFC Championship Game den 22. januar 2017 spilte Falcons sin siste kamp i Georgia Dome, mot Green Bay Packers, hvor Falcons vant 44–21 og nådde Super Bowl LI. I tittelkampen ledet Atlanta 28–3 mot slutten av tredje kvarter, men Patriots scoret 31 poeng, hvor de seks siste var i den første ekstraomgangen i Super Bowls historie. Patriots' comeback satte en Super Bowl-rekord.