stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
A*
アルゴリズムの流れ

A* のアルゴリズムの実装を以下に示す。この OPENリスト実装は後に述べるように遅いことを記しておく。
スタートノード（ S）を作成する。また計算中のノードを格納しておくための優先度付きキュー OPENリストと、計算済みのノードを格納しておくCLOSEリストを用意する。（名前は「リスト」だが、これらの実際のデータ構造は必ずしも連結リストである必要はない。）
ゴールは必ずしも１つである必要はないので、ゴール条件を満たすノード集合を  G と呼ぶことにする。
スタートノードを Openリストに追加する、このとき  g(S) =  0 であり  f(S) =  h(S) となる。また Closeリストは空にする。
Openリストが空なら探索は失敗とする（スタートからゴールにたどり着くような経路が存在しなかったことになる）。
Openリストに格納されているノードの内、最小の  f(n) を持つノード  n を1つ取り出す。同じ  f(n) を持つノードが複数ある場合、タイブレーク手法によりどれかのノードを選択する。
n\in G であるなら探索を終了する。それ以外の場合は  n を Close リストに移す。
n に隣接している全てのノード（ここでは隣接ノードを m とおく）に対して以下の操作を行う
f'(m)=g(n)+COST(n,m)+h(m) を計算する、ここで  COST(n,m) はノード n から m へ移動するときのコストである。また  g(n) は  g(n)=f(n)-h(n) で求めることができる。
m の状態に応じて以下の操作を行う
m が Openリストにも Closeリストにも含まれていない場合  f(m)\leftarrow f'(m) とし m を Openリストに追加する。このとき m の親を n として記録する。
m が Openリストにある場合、 f'(m)<f(m) であるなら、m を Open から削除し、 f(m)\leftarrow f'(m) に置き換え、再び Open に挿入する（Open が正しくソートされていることを保証するため）。また、記録してある m の親を n に置き換える。
m が Closeリストにある場合、 f'(m)<f(m) であるなら  f(m)\leftarrow f'(m) として m を Openリストに移動する。また記録してある m の親を n に置き換える。
3 以降を繰り返す。
探索終了後、発見されたゴール  n_{G} から親を順次たどっていくと S から ゴール  n_{G} までの最短経路が得られる。
以上の流れを見れば、アルゴリズムが手続き的で、並列化が非常に難しいことがわかる。しかし、近年では HDA*、PBFS などの並列手法が開発され、特に HDA* は768コア以上の大規模並列計算環境にもスケールすることが実証されている。
実際に使われているOPEN/CLOSEリストの実装

OPEN/CLOSEリストに登録されているノードの数が多い場合、ノードの展開ごとに子ノード m をOPENから CLOSE へ移動（あるいは逆）するのは非常に高価な操作である。
たとえば、OPEN/CLOSEリストが2分探索木（赤黒木など）で実装されている場合、まずノードの探すのに  O(logN) かかり（ノードのIDで検索）、また削除にも  O(logN) かかる。配列の場合には削除により大きなコストがかかる。
しかし、データ構造を工夫することで、より効率よい実装を行うことが出来る。ノードを OPEN/CLOSEリスト間で行ったり来たりさせる代わりに、以下のように実装する:
それぞれのノードに、ノードの状態として OPEN, CLOSE の2種類のタグをもたせる。全てのノードは始めOPENである。
ノードに一意な整数 ID をもたせる。
また、ID からノードを  O(1) で参照できるハッシュテーブルを用意する。
OPEN にノードを追加する際には、m が Openリストに含まれているかは検証せず、重複を許して追加する。かつ、このときノードではなく ID のみを追加する。
ID は整数1つ分なので、重複のオーバーヘッドを最小化出来る。
OPEN からノードを pop する際、pop したノードの状態が OPEN であれば展開を行うが、CLOSE であれば単にスキップする。
このことにより、重複があっても同じノードを無駄に展開しないようにできる。
このことにより、OPENリストは、f値による優先度付きキューの下に先入れ先出し/先入れ後出しのキューを用意することで実装できる。
ノードの検索がおこなわれず、かつ削除が先頭あるいは末尾にしかおこらないので、効率的な実装が可能である。
CLOSEリストは使用しない。
f値による優先度付きキューは、辺のコストが1である場合には単にf値ごとの可変配列にしたほうが高速な操作が可能である。
辺のコストに大幅なばらつきがある場合には、ヒープとして実装したほうがよい。
性質

A* の性質は h の性質によって大きく左右される。
A* はダイクストラの一般化であり、ダイクストラと同様、グラフに負のコストの辺があれば完全性を失う。その場合にはベルマン–フォード法を用いる。
h(n) は常に非負でなくてはならない。
あるヒューリスティクス h(n) が 全てのノード n について 真のゴール距離 h*(n) を上回らない場合、h は Admissible/許容的であると言う。
このとき、A*の返す経路は最適、つまり最短経路である。
あるヒューリスティクス h(n) について、全てのノード n と、それに隣接しているノード m について  h(n)\leq cost(n,m)+h(m) である場合、その h はconsistent/無矛盾であるという。
consistent な h は、常に admissible である。
ある2つのヒューリスティック関数 h1, h2 について、 \forall n,h_{1}(n)\leq h_{2}(n) が成り立つ時、 h2 は h1 を支配する (dominate) とよぶ。このとき、特に両者が許容的な場合、h2 を用いた探索はより効率的だろうと考えられている。しかし、いくつかのコーナーケースではこのことは成り立たない。
このアルゴリズムはCPUの使用率、メモリの使用率など、計算負荷は高いが、問題に応じた適切なヒューリスティック関数を用いることにより、問題に対しての最適化が可能である。
部分問題に分割する場合

分割統治法のように、部分問題に分割したうえで全体問題を解いた方が効率的な問題もある。A* 同様の通常の状態遷移はどれかがゴールに到達すれば良いので OR と呼び、部分問題に分割する場合は全ての部分問題が解けないといけないので AND と呼ぶと、探索木が AND/OR 木になる。AND で状態を分割する際、ゴールも分割する必要がある。
同じ状態が2度出現した場合に1つのノードにまとめると AND/OR グラフになる。閉路のない AND/OR グラフに対する A* アルゴリズムに対応する物が1968年に開発され、1980年に AO*アルゴリズム と命名された。閉路のある AND/OR グラフに対する A* アルゴリズムに対応する A0アルゴリズム は1976年に開発された。AND ノードのコストを「辺のコスト＋部分問題のコストの最大値」や「辺のコスト＋部分問題のコストの総和」などの単調非減少関数で定義すると、ヒューリスティック関数が許容的であれば、A* 同様、最適解が求まる。なお、閉路のない AND/OR グラフは文脈自由文法（タイプ-2 文法）、閉路のある AND/OR グラフは制限のない文法（タイプ-0 文法）に1対1対応することが証明されている。
下谷本町

| 下谷本町 |
| --- | --- |
 町丁
 横浜青葉インターチェンジ
 北緯35度32分35秒 東経139度32分21秒﻿ / ﻿北緯35.542947度 東経139.539069度﻿ / 35.542947; 139.539069
国:   日本
都道府県:   神奈川
市町村:   横浜市
行政区:  青葉区

 人口情報（2025年（令和7年）2月28日現在）
 人口:  98 人
 世帯数:  52 世帯

 面積（）
 :  0.641 km²
人口密度:  152.89 人/km²
設置日:  1939年（昭和14年）4月1日
郵便番号:  227-0042
市外局番:  045（横浜MA）
ナンバープレート:  横浜
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下谷本町（しもやもとちょう）は、神奈川県横浜市青葉区の地名。「丁目」の設定のない単独町名である。住居表示未実施区域。
地理

横浜市青葉区南部に位置する。東と北に市ケ尾町、西に藤が丘、南に横浜市緑区北八朔町と接している。
元は鶴見川西岸沿いの平地と西側の丘陵地を含んでいたが、丘陵地が多摩田園都市の土地区画整理事業により分離されたため、鶴見川沿いの平地だけになった。藤が丘一丁目と隣接するJA横浜中里支店周辺を除く全域が市街化調整区域になっている。
歴史 > 沿革

1868年（慶応4年）6月17日 - 神奈川府が設置され、神奈川府都筑郡大場村となる。
1868年（明治元年）9月1日 - 神奈川府が神奈川県となり、神奈川県都筑郡石川村となる。
1889年（明治22年） - 都筑郡市ケ尾村、鴨志田村、下谷本村、上谷本村、成合村、寺家村、鉄村、黒須田村、西八朔村、北八朔村、小山村、青砥村および下麻生村の一部と合併し、都筑郡中里村大字下谷本となる。
1939年（昭和14年）4月1日 - 横浜市に編入し、新市域の一部より港北区となる。また、大字が町となり、横浜市港北区下谷本町となる。
1966年（昭和41年）11月6日 - 土地区画整理事業（下谷本西八朔）に伴い、下谷本町の一部を上谷本町と新設された藤が丘一丁目、藤が丘二丁目、つつじが丘へ編入する。
1968年（昭和43年）11月6日 -  土地区画整理事業（下谷本第二）に伴い、下谷本町の一部を藤が丘一丁目、藤が丘二丁目、梅が丘、新設された千草台へ編入する。
1969年（昭和44年）10月1日 - 港北区から緑区が分区。横浜市緑区下谷本町となる。
1970年（昭和45年）2月26日 - 土地区画整理事業（西八朔第二）に伴い、下谷本町の一部を梅が丘、千草台へ編入する。
1971年（昭和46年）1月15日 - 土地区画整理事業（上谷本第一）に伴い、下谷本町の一部をもえぎ野、藤が丘一丁目、藤が丘二丁目へ編入する。
1973年（昭和48年）9月26日 - 土地改良事業に伴い、北八朔町、西八朔町、上谷本町の各一部を下谷本町に編入し、市ケ尾町との境界を変更する。
1974年（昭和49年）9月26日 - 土地区画整理事業（上谷本第二）に伴い、下谷本町の一部を新設された柿の木台へ編入する。
1983年（昭和58年）12月28日 - 土地改良事業に伴い、下谷本町の一部を北八朔町へ編入する。
1994年（平成6年）11月6日 - 港北区と緑区を再編し、青葉区と都筑区を新設。横浜市青葉区下谷本町となる。
歴史 > 町名の変遷

| 実施後 | 実施年月日 | 実施前（各町名ともその一部） |
| --- | --- | --- |
| 下谷本町 | 1939年（昭和14年）4月1日 | 大字下谷本 |
世帯数と人口

2025年（令和7年）2月28日現在（横浜市発表）の世帯数と人口は以下の通りである。
| 町丁 | 世帯数 | 人口 |
| --- | --- | --- |
| 下谷本町 | 52世帯 | 98人 |
世帯数と人口 > 人口の変遷

国勢調査による人口の推移。
| 年 | 人口 |
| --- | --- |
1995年（平成7年）: 91
2000年（平成12年）: 76
2005年（平成17年）: 80
2010年（平成22年）: 75
2015年（平成27年）: 57
2020年（令和2年）: 79
世帯数と人口 > 世帯数の変遷

国勢調査による世帯数の推移。
| 年 | 世帯数 |
| --- | --- |
1995年（平成7年）: 32
2000年（平成12年）: 32
2005年（平成17年）: 39
2010年（平成22年）: 35
2015年（平成27年）: 32
2020年（令和2年）: 42
学区

市立小・中学校に通う場合、学区は以下の通りとなる（2024年11月時点）。
| 番地 | 小学校 | 中学校 |
| --- | --- | --- |
| 52〜58番地 | 横浜市立もえぎ野小学校 | 横浜市立もえぎ野中学校 |
| 1〜16番地 18番地 20〜21番地 | 横浜市立谷本小学校 | 横浜市立緑が丘中学校 |
| 17番地、19番地 22〜51番地 59番地以降 | 横浜市立谷本小学校 | 横浜市立谷本中学校 |
事業所

2021年（令和3年）現在の経済センサス調査による事業所数と従業員数は以下の通りである。
| 町丁 | 事業所数 | 従業員数 |
| --- | --- | --- |
| 下谷本町 | 10事業所 | 168人 |
事業所 > 事業者数の変遷

経済センサスによる事業所数の推移。
| 年 | 事業者数 |
| --- | --- |
2016年（平成28年）: 8
2021年（令和3年）: 10
事業所 > 従業員数の変遷

経済センサスによる従業員数の推移。
| 年 | 従業員数 |
| --- | --- |
2016年（平成28年）: 75
2021年（令和3年）: 168
交通 > 道路

東名高速道路横浜青葉インターチェンジ
国道246号
施設

谷本公園
その他 > 日本郵便

郵便番号 : 227-0042（集配局：青葉郵便局）
その他 > 警察

町内の警察の管轄区域は以下の通りである。
| 番・番地等 | 警察署 | 交番・駐在所 |
| --- | --- | --- |
| 全域 | 青葉警察署 | 市が尾駅前交番 |
錦織圭

錦織 圭（にしこり けい、1989年〈平成元年〉12月29日 - ）は島根県松江市出身の男子プロテニス選手。松江市立乃木小学校、開星中学校、青森山田高校卒業。ATPランキング自己最高位はシングルス4位、ダブルス167位。ATPツアーでシングルス12勝。身長178cm、体重73kg。右利き、バックハンド・ストロークは両手打ち。
アジア男子史上初のグランドスラムシングルスファイナリスト。2016年リオデジャネイロオリンピック銅メダリスト。
概要

この半世紀で最も活躍した日本人男子テニスプレイヤー。
ATP（男子プロテニス協会）が発表する世界ランキング自己最高位はシングルス4位（アジア男子歴代最高位）、シングルスとしては日本男子史上初の世界ランキングトップ10入りを果たした
2014年全米オープン男子シングルスの準優勝者であり、アジア男子史上初のグランドスラム大会（4大大会）シングルスファイナリスト。また、シングルスとしてはアジア史上初のATPワールドツアー・ファイナルズ出場者。グランドスラムに次ぐ格付けのATPマスターズ1000では4度の準優勝
ダブルス167位。
2008年に18歳の若さで、デルレイビーチ国際テニス選手権で優勝し、松岡修造に次いで日本男子史上2人目のATPツアーシングルス優勝者となった。これまでにATPツアーにおいてシングルスで日本人史上最多の12度の優勝、ダブルスでは準優勝を1度記録。
2016年にはリオデジャネイロオリンピック・男子シングルス銅メダリストとなり、テニス競技のシングルスでは男女通じて日本人2人目（ダブルスを含めると3人目）、熊谷一弥以来96年ぶりのメダルを獲得した。また、オリンピック3大会連続ベスト8進出も達成している。
しかし現役時代が史上最強の独占時代というBIG4時代と大部分被ってしまい、グランドスラムタイトル、マスターズ優勝は果たせずにいる。
ジュニア時代

1989年12月29日、島根県松江市に生まれる。初めてラケットを手にしたのは5歳の時。父と9歳になる姉と一緒に雲南市の公園でボールを打っていた。2ヶ月後に同じく雲南市にある加茂町中央公園のテニスコートに通いだす。
ジュニア時代 > 小学生時代

テニスを始めてから約1年後、松江市内の「グリーンテニススクール」に入会する。小学4年生の時、中国地方代表として全国小学生テニス選手権大会に出場する。翌年も出場し2回戦で第8シードの選手を破る番狂わせを起こしベスト8の成績を残す。
2001年小学6年生の5月、千葉県柏市の吉田記念テニス研修センターで行われた全国24名のトップ選手が揃う全国選抜ジュニアテニス選手権大会（選抜ジュニア）12歳以下の部で優勝を果たす。この大会の準決勝では松岡修造が錦織の試合を観戦していた。松岡はリターンゲームでの圧倒的な才能に目を奪われると同時にサービスに悪い癖が付いている短所も懸念していた。選抜ジュニアから1週間後、河口湖湖畔で開催される「修造チャレンジトップジュニアキャンプ」への招待状が届く。6月のこの日は修学旅行と被っていたが錦織は喜々として参加した。松岡は錦織の苦手とする"表現力のメンタルトレーニング"を敢えて強いた。また、コーチとして竹内映二と小浦猛志が技術指導を行った。
7月末、全国小学生テニス選手権大会で5試合すべてストレート勝ちの優勝を果たす。その約10日後全日本ジュニアテニス選手権大会（12歳以下の部）でも全試合ストレートの完全優勝を成し遂げ、全国大会三冠（史上5人目）を達成する。2001年11月、錦織にとって二度目の修造チャレンジに参加する。この時のキャンプには松岡の恩師である名コーチのボブ・ブレッドが参加し、練習コートにはテレビ局の取材カメラも密着していた。この衆人環境のプレッシャーの中で錦織は身長差約30cmもある高校1年生に勝利する。年上で大柄な選手に勝ったことは錦織の大きな自信になった。
ジュニア時代 > 中学時代

2002年10月スカウティングスタッフの推薦を得て盛田正明が運営する「盛田正明テニス・ファンド（MMTF）」の選考会に参加する。この時参加していたIMGアカデミーヘッドコーチのゲイブ・ハラミロの推薦により、翌年1月MMTFの候補生のひとりとしてIMGアカデミーに二週間の短期留学をする。ここでの適応力・集中力・練習や試合に取り組む姿勢をコーチ陣に高く評価され、最終選考会を経て盛田正明テニス・ファンドの第4期特待生に選抜される。2003年8月末に同じ選抜生2人とともに渡米。
渡米した翌月にはテキサス州のジュニア大会ベスト8、ダブルスは準優勝する。12月のオレンジボウル選手権14歳以下の部で準優勝。2004年6月にモロッコのG3ジュニア大会決勝でアレクサンドル・ドルゴポロフに勝利し優勝。14歳での優勝は快挙と言ってよかった。9月にはIMGの日本人メンバーとともに男子ジュニア国別対抗戦のジュニア・デビス・カップで三橋淳・喜多文明らと共に日本代表として出場。スペイン戦でペレ・リバに勝利し前年大会では11位であった日本を過去最高の5位入賞に押し上げた。
ジュニア時代 > 高校時代

2005年にはジュニアG2の大会で立て続けにベスト4入り。そしてこの頃IMGアカデミーのトップグループに昇格。専任コーチを雇用する。9月、全米オープンジュニアで3回戦進出。10月、大阪市開催の世界スーパージュニアテニス選手権大会でジェレミー・シャルディーに敗れるものの準決勝まで進出。この大会では三橋淳と組んで出場したダブルスでも準決勝まで進出し単複ベスト4の成績を収めた。
2006年1月の全豪オープン男子ジュニアではベスト8入り。ダブルスではピーター・ポランスキーと組んで出場しベスト4進出の好成績を収める。3月、京都市で開催されるATPチャレンジャーツアー大会・島津全日本室内テニス選手権大会にワイルドカードで出場。錦織にとって初のツアー大会であった。初戦でロバート・スミーツに敗れるものの初のATPポイントを獲得する。翌週メキシコカンクンのフューチャーズ大会には予選から出場しベスト4入り。
6月にはエミリアノ・マサと組んで出場した全仏オープン男子ジュニアダブルス部門で、日本男子史上初の4大大会ジュニアダブルス優勝の快挙を果たした。なおこの大会では男子ジュニアシングルスでも8強に入っている。また、前年この大会で優勝しこの年も男子シングルス決勝に進んだ世界ランキング2位のラファエル・ナダルが、決勝前日の練習相手に仮想ロジャー・フェデラーとして錦織を指名し話題を呼んだ。その翌日の決勝戦当日の朝にもヒッティングパートナーの依頼を受け再び練習相手を務める。
フューチャーズ大会で着実に実績を積んでいき9月にはカリフォルニアの大会でベスト4、10月にはメキシコの大会で予選から出場し決勝で世界ランキング300位の選手を破りいきなり初優勝した。この優勝によりATPランキングポイント12を獲得した錦織はATPチャレンジャーツアーの予選に出場できるまでにランキングを上げる。シーズン終盤ではチャレンジャーの2大会で本戦に出場し、本戦初勝利も手に入れた。2006年シーズン終了時点で世界ランキング603位につけておりこの時点で日本人選手10位につけており、既に日本トップ選手の一人となっていた。
プロ経歴 > 2007年 プロ転向

3月のマイアミ・マスターズのダブルスに、主催者推薦で元シングルス世界ランク1位のグスタボ・クエルテンと組んでツアー初出場。また、同大会のジュニア部門として開催されているルキシロンカップに第4シードで出場し、決勝でマイケル・マクルーンを6-7(2), 6-4, 6-1で破り優勝、またこのマイアミの直前と期間中の約1週間、ロジャー・フェデラーの練習相手を務めた。4月には全米男子クレーコート選手権シングルス予選でツアーシングルス予選初出場。ここでは予選1回戦でトラビス・パロットに3-6, 5-7のストレートで敗れた。5月にはノーシードで出場したLAテニス・オープン・USTA男子チャレンジャーシングルスで自身初のチャレンジャー大会決勝進出を果たし準優勝。予選から出場した7月第2週のカントリーワイド・クラシックシングルスでは予選を勝ち上がり自身初のツアーシングルス本選出場。ここでは1回戦でウェスリー・ムーディと対戦し、3-6, 2-6のストレートで敗れた。
更に翌週RCA選手権シングルスでも予選勝ち上がりで本戦出場を果たし、1回戦でアレハンドロ・ファジャを6-4, 6-3で、2回戦でミヒャエル・ベラーを6-3, 3-6, 6-1のフルセットで下し、日本人男子史上最年少のATPツアーシングルスベスト8を決める。続く準々決勝では世界ランク27位、第3シードのドミトリー・トゥルスノフと対戦し、1-6, 4-6のストレートで敗れた。この活躍により翌7月第4週のレッグ・メーソン・テニス・クラシックではシングルス本戦スペシャル・エグザンプションを与えられ本戦出場。2回戦のジュリアン・ベネトー戦まで進出した。8月には全米オープンでグランドスラム予選に初挑戦。ここでは予選2回戦でビョルン・ハウに2-6, 4-6のストレートで敗退。9月のチャイナ・オープンシングルスでも予選を勝ち上がり本戦出場。1回戦で世界ランク12位で第4シードのイワン・リュビチッチに3-6, 4-6のストレートで敗れた。同月29日に日本に帰国し記者会見を行い、翌10月1日付でのプロ転向を発表し、17歳9ヶ月でプロ転向。翌10月のジャパン・オープンでプロデビューを果たすが、この大会はシングルス、添田豪と組んだダブルス共に1回戦で敗退した。
プロ経歴 > 2008年 ツアー初優勝 トップ100入り

2月17日、錦織はデルレイビーチ国際テニス選手権で予選から勝ち上がると、初進出の決勝で世界ランク12位、第1シードのジェームズ・ブレークを3-6, 6-1, 6-4で破り、ツアー初優勝を達成した。日本人男子選手のATPツアー制覇は、1992年4月に韓国オープンを制覇した松岡修造以来16年ぶり2人目の快挙となった。
4月に男子国別対抗戦デビスカップ「アジア・オセアニアゾーン」の「グループ1」2回戦で、日本はインドと対戦し、日本男子のトップに立った錦織が初めて日本代表に選出された。4月28日、錦織は世界ランキングで99位に浮上し、日本男子としては1996年8月まで2桁順位であった松岡以来の世界ランキング100位以内に入った。
全仏オープンでは予選2回戦で敗退するが、ウィンブルドン前哨戦のアルトワ選手権では3回戦まで進出し、世界ランク2位のラファエル・ナダルと対戦、4-6, 6-3, 3-6と負けはしたものの、ナダル相手に1セットを奪う健闘を見せる（試合後、ナダルは「彼は数年後には世界ランク10位、いや5位に食い込んでくるだろう。100%間違いない」とコメントしている）。ウィンブルドンで初のグランドスラム本戦ストレートイン（予選免除）を果たす。マルク・ジケルとの1回戦では、1セット・オールから腹筋の痛みを訴え、途中棄権による敗退となった。
6月末には日本テニス協会が申請していた北京オリンピック推薦枠での出場が認められ、オリンピック初出場を決めた。男子シングルスの日本人出場は、アトランタオリンピックの松岡以来12年ぶりとなる。オリンピックでは、シングルス1回戦でライナー・シュットラーに、4-6, 7-6, 3-6で敗退した。しかしこのとき、第2セットを一時0-5とされながらもセットを取る、という驚異の粘りを見せた。（のちに錦織はこの試合を「初めてのオリンピックで今までで一番緊張した」と語っている）
全米オープンでは世界ランク32位、第29シードのフアン・モナコを途中インジャリータイムをとりながらも6-2, 6-2, 5-7, 6-2で破り、2005年全豪オープンの鈴木貴男以来の日本人4大大会1回戦突破となった。続く2回戦はロコ・カラヌシッチを相手に2セット先取の後にカラヌシッチの棄権で突破、日本人では神和住純以来の男子シングルスでの3回戦進出となった。3回戦では世界ランク4位のダビド・フェレールを相手に6-4, 6-4で2セット先取、その後4-6, 2-6と2セットを挽回されるが、第5セットを7-5で奪い、勝利を挙げた（錦織は、試合後に「自分の体力を考慮し第4セットは捨てた」と語っている）。日本人では1937年の山岸二郎・中野文照以来（当時は全米プロとアマチュア用の全米オープンで分かれていたので完全にオープン化してからは日本人初）の男子シングルスでの4回戦進出となった。しかしベスト8をかけて戦った4回戦では、アルゼンチンの新鋭、19歳のフアン・マルティン・デル・ポトロに3-6, 4-6, 3-6とストレートで敗北し、95年の松岡修造以来となるグランドスラムベスト8入りを逃した。
その後、日本に凱旋した錦織は、AIGオープンに出場、1回戦で世界ランク102位のロバート・ケンドリックを 7-6(3), 6-7(5), 6-2のフルセットで、2回戦で世界ランク60位のギリェルモ・ガルシア＝ロペスを6-4, 6-4のストレートで破り、今大会2回目の出場にして初めて3回戦に進出。3回戦ではフランスの世界ランク13位リシャール・ガスケと対戦。試合後のインタビューで「（相手を）尊敬し過ぎていた」と語るほど 終始相手に圧倒される展開となり、1-6, 2-6と大敗を喫した。翌週に出場したストックホルム・オープンでは棄権を考えたほどの連戦の疲労から1〜2回戦共に不安定な試合運びを余儀なくされたものの、3回戦では対戦相手のマリオ・アンチッチが試合前に棄権する幸運にも助けられベスト4に進出。
プロ経歴 > 2009年 怪我

全豪オープンは1回戦で第31シードユルゲン・メルツァーに5-7, 2-6, 1-6で敗退したが、大会後に発表された2月2日付のランキングでは自己最高となる56位を記録した。
2008年度のATPワールドツアー最優秀新人賞（Newcomer of the Year）を受賞。
5月、右ひじの疲労骨折が判明し、6月開幕のウィンブルドン選手権、8月開幕の全米オープンと連続して欠場した。また同8月には右肘の内視鏡手術を受け、残りのツアーを欠場。リハビリパートナーを杉山芙沙子（杉山愛の母）が務めた。
プロ経歴 > 2010年 復帰

前年の怪我が長引き年初を棒に振り一時はランキングを失ったが、復帰後は下部大会で好成績を収め順調にランキングを回復。
4大大会では、プロテクトランキングを使用して全仏オープンに繰り上げでストレートインを果たし初出場。初戦でサンティアゴ・ヒラルドを2セットダウンからの逆転で下したあと、2回戦でノバク・ジョコビッチにストレートで敗れた。
全仏後はエイゴン選手権に出場したが、初戦でリシャール・ガスケに敗れた。
ウィンブルドンには主催者推薦で出場。優勝したラファエル・ナダルに初戦でストレート負けした。
その後全米オープンに予選から出場し2年ぶりの本戦出場を果たし、2回戦で第11シードのマリン・チリッチを5-7, 7-6, 3-6, 7-6, 6-1で4時間59分の激闘の末破った。
東京で行われた楽天オープンでは初戦でビクトル・トロイツキに敗北した。この年ATPチャレンジャーツアーで4回優勝。
プロ経歴 > 2011年 日本人男子歴代最高ランク達成 トップ30入り

ブラッド・ギルバートをトラベリング・コーチに迎え、15トーナメントに帯同する。1月3日にユニクロと契約。エアセル・チェンナイ・オープンから使用。1月17日から全豪オープンに出場。初戦で世界ランク58位のファビオ・フォニーニを6-1, 6-4, 6-7(4), 6-4で下し、同大会初勝利をあげた。続く2回戦で世界ランク36位フロリアン・マイヤーを6-4, 6-3, 0-6, 6-3で破り、日本男子では46年ぶりの3回戦進出を果たしたが、3回戦で第9シードのフェルナンド・ベルダスコに2-6, 4-6, 3-6のストレートで敗れた。2月に行われたSAPオープンでは第8シードで出場し、1回戦でヤン・ハジェクをストレートで下した。2月14日付の世界ランキングが発表され68位に浮上。デルレイビーチ国際テニス選手権にも出場し、2回戦で2008年決勝の相手であるジェームズ・ブレークと対戦し6-3, 6-4のストレートで下した。準々決勝でライアン・スウィーティングに6-7, 6-2, 6-4で勝ち、2008年以来の準決勝進出をしたがヤンコ・ティプサレビッチに4-6, 4-6で敗れ、決勝進出は逃した。
3月のソニー・エリクソン・オープンでは1回戦でジェレミー・シャルディーに7-6(5), 6-2 で勝利し、ATPワールドツアー・マスターズ1000大会の初勝利を挙げた。2回戦では3度目の対戦となったラファエル・ナダルに4-6, 4-6で敗れた。4月の全米男子クレーコート選手権では世界ランク11位のマーディ・フィッシュを6-3, 6-2のストレートで、準決勝では第7シードのパブロ・クエバスを6-3, 7-5のストレートで下し決勝進出したが、ライアン・スウィーティングに4-6, 6-7(3)で惜敗し、準優勝。ATPツアー2勝目は逃したが、自己最高ランクの48位に浮上した。バルセロナ・オープンでは3回戦でフェリシアノ・ロペスに敗れたが世界ランキングを自己最高の47位に浮上し、松岡修造が持つ日本人最高ランクの更新まで2と迫った。
全仏オープンでは1回戦で世界ランク56位の盧彦勲を6-1, 6-3, 6-4のストレートで勝利し、2年連続で2回戦へ駒を進めた。2回戦で第31シードのセルジー・スタホフスキーに1-6, 6-3, 3-6, 6-7(3)で敗れた。グランドスラムでは初出場のダブルスではマクシモ・ゴンサレスと組んだ1回戦は勝利したが、2回戦で第3シードのボパンナ/クレシ組に7-6, 3-6, 4-6で敗れた。
デビスカップのウズベキスタン戦に2年ぶり出場。初日のシングルスは格下相手に1セットを落とすが勝利。2日目のダブルスは添田豪と組み、イノヤトフ/イストミン組に7-5, 7-6, 7-5で勝利。そして3日目のシングルスもエースのイノヤトフに6-7, 7-5, 6-4, 6-3で勝利し、入れ替え戦進出に大きく貢献した。入れ替え戦のインド戦でも招集され、シングルスの2試合に出場してともに勝ち日本のワールドグループ昇格に大きく貢献した。
10月に行われた上海マスターズでは2回戦で世界ランク8位のジョー＝ウィルフリード・ツォンガと対戦し6-7, 6-4, 6-4で勝利。3回戦では同48位サンティアゴ・ヒラルドと対戦。6-4, 6-3で勝利し、マスターズ1000初のベスト4に進出。松岡修造の持つ日本人最高ランクである46位を超えることが確実となると、10月17日に発表された世界ランキングでは30位にランクアップ、日本人男子選手最高を更新した。
11月のスイス・インドアでは、1回戦で世界ランク7位のトマーシュ・ベルディハを、3-6, 6-3, 6-2の逆転で下し、先の上海マスターズに続き世界トップ10選手に再び勝利。さらに準決勝では同1位のノバク・ジョコビッチを2-6, 7-6(4), 6-0で破る大金星を挙げ、ATPツアー3度目となる決勝進出。日本の男子選手がシングルスで世界ランキング1位の選手に勝利したのは史上初である。決勝では地元スイスの英雄にして、兼ねてより熱望していたロジャー・フェデラーとの対戦が実現するも、1-6, 3-6で敗れ、準優勝となる。11月に2008年4月から所属契約を結んでいたソニーとの契約が終了した。
プロ経歴 > 2012年 全豪ベスト8 ツアー2勝目

年度最初のブリスベン国際では2回戦で敗れたが、全豪オープンでは現行ランキング制度導入の1973年以降の4大大会で、日本人男子シングルス選手として初めて上位32名に与えられるシード権を得て、第24シードとして大会に挑むこととなった。前哨戦では世界ランク6位のジョー＝ウィルフリード・ツォンガと同16位のアンディ・ロディックといった強豪相手に勝利。本大会では2回戦で地元オーストラリアの同94位のマシュー・エブデンを3-6, 1-6, 6-4, 6-1, 6-1のフルセットで破った。2セットダウンからの大逆転であった。3回戦では同39位のジュリアン・ベネトーに4-6, 7-6, 7-6, 6-3で勝利、続く4回戦でツォンガを2-6, 6-2, 6-1, 3-6, 6-3のフルセットで破り、ベスト8に進出した。全豪で日本男子がベスト8入りしたのは、佐藤次郎、布井良助以来80年ぶり、4大大会での日本男子のベスト8入りは、1995年ウィンブルドン選手権の松岡修造のベスト8以来17年ぶりである。このベスト8入りはオーストラリアの地元紙のトップで報じられた。準々決勝では世界ランク4位のアンディ・マリーに、3-6, 3-6, 1-6のストレートで敗れ、ベスト4入りは逃した。混合ダブルスではクルム伊達公子とペアを組み、1回戦で昨年の全米オープンで準優勝したシュワンク/ドゥルコ組を破ったが、2回戦で敗退。
デビスカップ・ワールドグループ1回戦のクロアチア戦では世界ランク43位のイボ・カロビッチや同55位のイワン・ドディグと対戦。ドディグには7-5, 7-6, 6-3のストレートで勝利をしたが、カロビッチには身長208cmから繰り出されるサーブに苦しみ、4-6, 4-6, 3-6のストレートで敗れた。なお、日本はクロアチアに2-3で敗戦。
インディアンウェルズ・マスターズでは1回戦負けであったが、ソニー・エリクソン・オープンでは日本男子初のベスト16入りを果たした。しかし、4回戦で世界ランク2位のラファエル・ナダルに4-6, 4-6で敗れた。
バルセロナ・オープン・バンコ・サバデルでは準々決勝まで進出。世界ランク20位のフェルナンド・ベルダスコとの対戦中、腹筋を痛め途中棄権。回復に1ヶ月ほどかかると診断され、その後の全仏オープンの欠場を余儀なくされた。
その後エキシビションマッチで復帰。レイトン・ヒューイットやマーディ・フィッシュとの対戦で手応えを掴んだ後、ウィンブルドン選手権に第19シードとして出場。
1、2回戦ともにストレートで勝利し、松岡修造以来17年ぶりに日本人として3回戦に進出するも、世界ランク9位のフアン・マルティン・デル・ポトロに3-6, 6-7, 1-6のストレートで敗れた。アトランタ選手権では3回戦で添田豪との日本人対決が実現し、2-6, 1-6で敗れた。
第15シードとして挑んだロンドン五輪男子シングルス1回戦でバーナード・トミックを7-6, 7-6で下して、日本の男子シングルス選手としては1924年パリオリンピックベスト8の原田武一以来88年ぶりとなるオリンピックでの勝利をあげた。2回戦ではニコライ・ダビデンコに4-6, 6-4, 6-1で勝利し、3回戦では世界ランク5位のダビド・フェレールに対し6-0, 3-6, 6-4で勝利しベスト8に進出。準々決勝では先月のウィンブルドン選手権の3回戦で対戦した同9位のフアン・マルティン・デル・ポトロに4-6, 6-7のストレートでまたしても敗退した。
全米オープンでは第17シードとして出場。1、2回戦ともにストレートで快勝したが、3回戦で世界ランク13位のマリン・チリッチに3-6, 4-6, 7-6, 3-6で敗れた。
デビスカップ・ワールドグループ・プレーオフのイスラエル戦ではシングルス2試合に出場予定であったが、初日は肩の痛みを訴え欠場。最終日には復活し、世界ランク98位のドゥディ・セラと対戦。途中左脹脛が痙攣しつつも、6-3, 3-6, 4-6, 6-4, 7-5のフルセットで勝利した。この錦織の勝利で両チーム2勝2敗となったが、最後に添田豪が敗れ、日本はイスラエルに2-3で敗戦。日本はワールドグループからアジア・オセアニアゾーン1部に降格した。
楽天ジャパン・オープンでは、1回戦では添田豪を4-6, 6-2, 6-3で、準々決勝で世界ランク6位のトマーシュ・ベルディハをストレートで下し、決勝で同15位のミロシュ・ラオニッチを7-6, 3-6, 6-0で破り、ツアー2勝目を飾った。ツアー優勝は2008年デルレイビーチ国際テニス選手権以来4年ぶりで、この優勝により大会後のランキングで自己最高の15位を記録した。2012年最後の出場大会となったパリ・マスターズではジル・シモンとの3回戦を右足首痛のため棄権した。
プロ経歴 > 2013年 ツアー3勝目

ブリスベン国際に第5シードで出場し単複ベスト4初進出。日本男子で同時に単複ベスト4に進んだのは、1974年フィリピン選手権の九鬼潤以来。シングルス準決勝のアンディ・マリー戦で左膝を悪化、4-6, 0-2時点で途中棄権。同じくグリゴール・ディミトロフと組んでいたダブルス準決勝も棄権。
全豪オープンでは日本人初の2年連続ベスト16に進出。しかし、4回戦で世界ランキング5位のダビド・フェレールに2-6, 1-6, 4-6で完敗。
2月に開催された全米国際インドアテニス選手権では、準々決勝で昨年の全米オープンで敗れた第1シードのマリン・チリッチに勝利し、決勝でフェリシアーノ・ロペスを6-2, 6-3で下し全試合ストレート勝ちでツアー3勝目を挙げた。その後のデルレイビーチ国際テニス選手権では1回戦で棄権。インディアンウェルズ・マスターズ、ソニー・エリクソン・オープンはそれぞれ3回戦と4回戦で敗退した。
欧州クレーコートシーズンでは、5月初旬に開催されたマドリード・マスターズ3回戦で、第2シードで前年度チャンピオンのロジャー・フェデラーを6-4, 1-6, 6-2で破る大金星を挙げ、マスターズ1000では2011年上海マスターズ以来2年ぶりのベスト8進出を果たす。全仏オープンでは日本人選手として75年ぶりにベスト16に進出するも、4回戦で第3シードのラファエル・ナダルに4-6, 1-6, 3-6のストレートで敗退。前年欠場していた全仏オープンで4回戦進出しポイントを獲得したため、大会後のランキングでは8ヶ月ぶりに自己最高ランクを更新し13位に上昇。
翌週開催のゲリー・ウェバー・オープンに第4シードで出場するも、初戦で準優勝者ミハイル・ユージニーに惜敗。しかし、昨年度の優勝者トミー・ハースが準決勝で敗退するなどして、シングルス自己最高ランキングを2週連続で更新し11位に浮上した。ウィンブルドン選手権では3回戦でのアンドレアス・セッピとのフルセットの試合の末敗れた。
全米オープンでは1回戦でダニエル・エバンスにストレート負けを喫した。前年優勝の楽天ジャパン・オープンでは準々決勝でニコラス・アルマグロに敗れた。
12月、コーチ陣にマイケル・チャンを迎えると発表。
プロ経歴 > 2015年 世界4位 アジア人初の生涯獲得賞金1000万ドル突破

1月、ブリスベン国際ではアレクサンドル・ドルゴポロフとダブルスに出場し、ダブルスでは初のATPツアー決勝進出を果たした。(結果は準優勝) 第2シードで出場したシングルスではベスト4に進出。全豪オープンは第5シードで臨み、ニコラス・アルマグロ、イワン・ドディグ、スティーブ・ジョンソン、フェレールを倒し全豪では3年ぶり2度目、4大大会では3度目のベスト8に進出。落としたセットを2つに抑えた好調な試合を続けていたが、昨年全豪覇者のスタン・ワウリンカに3-6, 4-6, 6-7(6)でストレート負けを喫し、自身初の全豪オープンベスト4入りはならなかった。
2月、メンフィス・オープンでは決勝までの全ての試合を逆転勝ちしたが、決勝ではケビン・アンダーソンを6-4, 6-4のストレートで下して自身初（大会としても初めて）の3連覇を果たした。アビエルト・メキシコ・テルセルでは1回戦でアレハンドロ・ゴンサレスに勝利し、ATPツアー通算200勝を挙げた。準決勝では世界ランク15位で第4シードのケビン・アンダーソンに勝利し決勝進出。この時点で3月2日発表の世界ランキングで自己最高の4位になることが確定した。決勝戦では大会前から発症していたインフルエンザの影響もあり第2シードのフェレールに3-6, 5-7のストレートで負け、フェレールへの連勝記録も5で止まる形になってしまった。
3月、デビスカップワールドグループ1回戦カナダ戦はシングルス2試合に出場しバセク・ポスピシル、ラオニッチに勝利するも、日本チームは2勝3敗で敗退した。3月18日、BNPパリバ・オープンでは自己大会記録の4回戦に進出するもフェリシアーノ・ロペスに敗れた。3月24日から始まるマイアミ・オープンではフェデラーが欠場のためマスターズ1000では自身初となる第4シードでの出場となった。準々決勝まで進出するもジョン・イスナーに敗れた。
4月、前回優勝したバルセロナ・オープンでは第1シードで出場。決勝でパブロ・アンドゥハルに勝利し2連覇。また、ATPツアー優勝9回はクルム伊達公子を抜き日本人最多記録。5月、前回準優勝のマドリード・オープンではフェレールらを破りベスト4に進出するもマリーに敗れた。BNLイタリア国際では初の準々決勝に進出するが第1シードジョコビッチに3-6, 6-3, 1-6で敗れた。
全仏オープンは第5シードで出場。4回戦でティムラズ・ガバシュビリに勝利し、全仏男子シングルスで日本人としては1933年の佐藤次郎以来82年ぶりの準々決勝進出を果たした。準々決勝では第4シードのトマーシュ・ベルディハを倒して勝ち上がってきた第14シードのジョー＝ウィルフリード・ツォンガに1-6, 4-6, 6-4, 6-3, 3-6の4時間に及ぶフルセットで敗れ、自身初の全仏ベスト4とはならなかった。6月10日、フォーブスが発表する「世界で最も稼ぐスポーツ選手」2015年版ランキングで92位にランクインした（1950万ドル、約23億円）。日本人では田中将大（58位）に次ぐ2位。6月22日、獲得賞金ランキングが発表され1,914,692ドル（約2億3千万円）で前回と同じく7位となった。
全仏オープン後の初戦となったゲリー・ウェバー・オープンではロジャー・フェデラーに次ぐ第2シードとして出場。準々決勝でのイェジ・ヤノビッチ戦でフルセットの末勝ち上がりはしたものの、左ふくらはぎの筋膜炎を試合後に発症させ、準決勝でのアンドレアス・セッピ戦で第1セット1-4となったところで棄権を申し入れた。そして、体調を不安視されて迎えたウィンブルドン選手権では日本男子、そして自身最高位の第5シードで出場し、初戦のシモーネ・ボレッリを3時間超のフルセットで下した。この勝利により、松岡修造の持つウィンブルドン選手権での通算7勝を更新して日本人歴代最多記録とし、同時に生涯獲得賞金としてもアジア選手初の1000万ドル（約12億円）突破を果たした。同大会2回戦はサンティアゴ・ヒラルドとの対戦であったが、負傷箇所が悪化して棄権を申し入れた。なお、アジアの国出身ではないものの、アジア系外国人の選手の間では、アジア系（台湾系）米国人のマイケル・チャンが、初の生涯獲得賞金1000万ドル突破を果たしている。
怪我明けのシティ・オープンでは第2シードとして出場、準決勝で前年の全米オープンの決勝で敗れたチリッチに3-6, 6–1, 6-4で勝利し、雪辱を果たした。また決勝では、同年のマイアミ・オープン準々決勝で敗れたイスナーに4-6, 6-4, 6-4で勝利し、雪辱を果たし、シティ・オープン初優勝を飾った。この勝利により8月10日発表の世界ランキングで自己最高タイの4位に復帰した。ロジャーズ・カップでは第4シードで出場し、準々決勝で過去0勝7敗のナダルに6-2, 6-4のストレートで初勝利を飾る。しかし準決勝でマリーには連戦の疲労蓄積で左臀部を痛めた影響もあり3-6, 0-6で敗れ、そのため翌週のウエスタン・アンド・サザン・オープンは全米オープンを見越し体力回復を努めるため欠場した。そのウエスタン・アンド・サザン・オープンでスタン・ワウリンカがジョコビッチに敗れたため、全米オープンでグランドスラムでは日本人初となる第4シードが確定した。しかしながら自身も好調と語り臨んだ全米オープンでは、初戦でブノワ・ペールに対して、2度のマッチポイントを握りながらも4-6, 6-3, 6-4, 6-7(6), 4-6とまさかの敗戦。前年度に準優勝した大会で、初日に初戦敗退という結果となってしまった。
9月、デビスカップ・ワールドグループ・プレーオフのコロンビア戦に自身初の最年長として選出された。18日のシングルス第2戦ではアレハンドロ・ファジャに7-6, 7-6, 7-5で勝利。19日に行われたダブルスを落として後がなくなった日本であったが、20日のシングルスで錦織とダニエル太郎が勝利してワールドグループ残留を果たした。
連覇を目指した楽天ジャパン・オープンでは準決勝に進出するも、再びブノワ・ペールに敗れた。上海マスターズでは3回戦でケビン・アンダーソンに敗れた。スイス・インドアは肩の怪我のため欠場したが、同大会でレースランキング9位のリシャール・ガスケがナダルに敗れ、ポイントで錦織を上回れなくなったため、2年連続のATPワールドツアー・ファイナルズ出場が決まった。翌週のBNPパリバ・マスターズでは3回戦で過去5戦全敗のガスケと対戦。6-7(3), 1-4の第2セット第6ゲーム途中で棄権。対ガスケ初勝利はまたしてもならなかった。
11月、2年連続出場のATPワールドツアー・ファイナルズでは、初戦でジョコビッチに1-6, 1-6で完敗した。第2戦ではトマーシュ・ベルディハに7-5, 3-6, 6-3で2時間23分の激戦を制した。最終戦ではフェデラーから第2セットで1-4から5ゲーム連取して第2セットを取るなど、2時間10分の大接戦を繰り広げるも5-7, 6-4, 4-6で敗れ、準決勝進出はならず今シーズンが終了した。年間最終ランキングは8位。
シーズン終了後にATPの公式サイトで行われた投票によって、8月のロジャース・カップ3回戦のダビド・ゴファン戦でのゴファンの頭上を抜いた股抜きロブが2015年のベストプレーに選出された。
プロ経歴 > 2016年 リオ五輪銅メダル 全米ベスト4 年間勝利数世界3位

テニス男子シングルス・錦織圭選手が銅メダル獲得、日本勢96年ぶり - リオデジャネイロオリンピック10日目 (2016年8月15日)
年初のブリスベン国際では単複両方に出場。シングルスでは第2シードで出場し、準々決勝でバーナード・トミックに3-6, 6-1, 3-6で敗れた。タブルスでは同大会で3年ぶりにグリゴール・ディミトロフと組んで参戦。準々決勝に進出し、2015年全米オープン優勝ペアのエルベール/マユ組に4-6, 6-1, [10-7]で勝利し2年連続で準決勝に進出したが、準決勝は棄権した。
全豪オープンには第7シードで出場。4回戦でツォンガに6-4, 6-2, 6-4で初めてのストレート勝ちで快勝し2年連続の準々決勝進出。この試合で全豪通算20勝目をあげ、日本人男女通じて最多となった。準々決勝ではジョコビッチに3-6, 2-6, 4-6で敗れた。
2月のメンフィス・オープンでは決勝で18歳の若手のテイラー・フリッツを6-4, 6-4で破り大会初の4連覇を達成。2週間後のメキシコ・オープンでは2回戦でクエリーに4-6, 3-6で敗れた。デビスカップでは1回戦で前年優勝国のイギリス代表と対戦。第2戦でダニエル・エバンスに6-3, 7-5, 7-6(3)で勝利。第4戦ではマリーと対戦し、第1,2セットを連取されるも、第3,4セットを取り返しフルセットへ持ち込んだ。しかし、第5セットを取られ、5-7, 6-7(6), 6-3, 6-4, 3-6の4時間54分で敗れた。
3月のBNPパリバ・オープンでは4回戦で地元のジョン・イスナーを1-6, 7-6(2), 7-6(5)で破り、初の準々決勝進出。準々決勝でラファエル・ナダルと対戦し、4-6, 3-6で敗れた。続くマイアミ・オープンでは準々決勝でガエル・モンフィスに5度のマッチポイントを握られながら、4-6, 6-3, 7-6(3)の接戦を制し、2年ぶりのベスト4進出。準決勝でニック・キリオスに6-3, 7-5で勝利し、自身2度目のマスターズ決勝に進出。決勝でノバク・ジョコビッチと対戦し3-6, 3-6で敗れ、マスターズ初優勝はならなかった。
4月のバルセロナ・オープンでは準決勝で2015年全米オープン、ジャパン・オープンで連敗していたブノワ・ペールに6-3, 6-2で勝利し、3年連続の決勝進出を果たす。決勝ではナダルに4-6, 5-7で敗れ、3連覇はならなかった。
5月のマドリード・オープンでは過去6戦全敗のリシャール・ガスケに苦戦しながらも6-4, 7-5で初勝利を挙げ、同大会4年連続のベスト8入りを果たす。準々決勝ではキリオスとの6-7(6), 7-6(1), 6-3の2時間38分の激戦に勝利し、3年連続のベスト4進出を果たす。準決勝でジョコビッチに3-6, 6-7(4)で敗れた。翌週のBNLイタリア国際では3回戦で再びガスケに6-1, 6-4で連勝すると、準々決勝でドミニク・ティームに6-3, 7-5で勝利し、イタリア国際では初めてベスト4進出を果たす。準決勝でジョコビッチから1年ぶりにセットを取るも、6-2, 4-6, 6-7(5)で惜敗した。全仏オープンでは3回戦でフェルナンド・ベルダスコに6-3, 6-4, 3-6, 2-6, 6-4のフルセットで勝利したが、4回戦でガスケに4-6, 2-6, 6-4, 4-6で敗れ、ベスト8を逃した。
6月、芝シーズンに入ってのゲリー・ウェバー・オープンでは初戦リュカ・プイユに勝利するも2回戦は脇腹の痛みのため試合前に棄権した。翌週エキジビジョンでリシャール・ガスケに6-2, 6-1で勝利。ウィンブルドン選手権では1回戦で脇腹についてメディカル・タイムアウトを取るも、その後は順調に勝ち上がり、2年ぶりに4回戦進出。4回戦ではチリッチと対戦したが、脇腹の痛みが悪化し第2セット途中で棄権した。
7月、怪我明けのロジャーズ・カップでは、準決勝でスタン・ワウリンカを7-6(6), 6-1で破り、当シーズン2度目のマスターズの決勝進出を果たした。決勝ではジョコビッチに3-6, 5-7で敗れた。
8月、リオデジャネイロオリンピックではシングルスでロンドンオリンピックに続きベスト8入りすると、準々決勝でモンフィスとの2時間53分の死闘を7-6(4), 4-6, 7-6(6)で制しベスト4に進出。続く準決勝ではマリーに1-6, 4-6で敗れたものの、3位決定戦でナダルと対戦し、フルセットの末6-2, 6-7(1), 6-3で制して銅メダルを獲得した。オリンピックテニス競技での日本人によるメダルは、1920年のアントワープオリンピックで熊谷一弥が銀メダルを単・複で2つ（ダブルスは柏尾誠一郎と）獲得して以来、実に96年ぶりの快挙となる。翌週のウエスタン・アンド・サザン・オープンでは3回戦でバーナード・トミックに6-7(1), 6-7(5)で敗れた。ロジャーズ・カップとウエスタン・アンド・サザン・オープンでの成績によって、全米オープンシリーズで85ポイント獲得し、初優勝を果たした。
9月、全米オープンでは2年ぶりにベスト8に進出。準々決勝ではマリーと3時間57分の激戦の末、1-6, 6-4, 4-6, 6-1, 7-5で勝利し、グランドスラムで2年ぶりのベスト4進出を果たす。準決勝ではスタン・ワウリンカに6-4, 5-7, 4-6, 2-6で敗れ、決勝進出はならなかった。大会後のランキングで1年ぶりに5位に復帰する。デビスカップワールドグループ・プレーオフのウクライナ戦では第3試合のダブルスに杉田祐一と組んで出場。スミルノフ/スタホフスキー組に6-3, 6-0, 6-3で勝利し、日本のワールドグループ残留に貢献した。
10月の楽天ジャパン・オープンでは2回戦で臀部の負傷で棄権し、翌週の上海マスターズも欠場した。なお、同月には3年連続のATPワールドツアー・ファイナルズへの出場決定。スイス・インドアで復帰すると、準々決勝で過去4戦全敗のフアン・マルティン・デル・ポトロに7-5, 6-4で初勝利を挙げた。その後決勝に進出するもチリッチに1-6, 6-7(5)で敗れ、準優勝となったが世界ランキングで自己最高の4位に復帰を果たした。BNPパリバ・マスターズでは2回戦でビクトル・トロイツキに勝利しツアー通算300勝を達成。3回戦でツォンガに2度のマッチポイントを握るも、6-0, 3-6, 6-7(3)で惜敗した。
3度目の出場となるATPワールドツアー・ファイナルズには第5シードで出場。初戦はワウリンカに6-2, 6-3で快勝。2戦目のマリー戦では7-6, 4-6, 4-6の3時間20分の接戦の末敗れた。第3戦を前に準決勝進出が確定。第3戦ではチリッチに6-3, 2-6, 3-6で敗れた。2年ぶりの準決勝ではジョコビッチに1-6, 1-6で敗れた。年間最終ランキングは5位。また、年間勝利数においてはマリーの69勝、ジョコビッチの63勝に次ぐ、3位の58勝という位置につけて同シーズンを終えた。