I mai 2016 var Zelmerlöw programleder for Eurovision Song Contest 2016 sammen med Petra Mede. I løpet av to semifinaler og finalen opptrådte han med vinnersangen «Heroes», den nye singelen «Fire in the Rain» samt to musikalsketsjer skrevet sammen med Edward af Sillén: «Story of ESC» og kritikerroste «Love Love Peace Peace».