Toronymagas esélyesként vágott neki a Yamaha a 2016-os szezonnak, miután a tesztidőszakban sokkal meggyőzőbb teljesítményt nyújtottak, mint a főként az új elektronikával rengeteget szenvedő hondások. Az első futamok néhány kivételtől eltekintve ennek megfelelően is alakultak: az első hét versenyből ötöt a Valentino Rossi, Jorge Lorenzo páros egyik tagja nyerte meg (egyedül a kötelező motorcserét hozó termasi és a Marc Marquez felségterületének számító austini viadalon nem őket intették le elsőként).
A szezon előrehaladtával azonban fordult a kocka, a yamahások több hibának is köszönhetően jelentősen lemaradtak Marquezről a pontversenyben, az utóbbi két nagydíjon pedig már tempóból is elmaradtak a karrierje ötödik vb-elsőségét Motegiben bebiztosító hondástól. Az összetett tabellán a második helyet elfoglaló Rossi szerint a vereségük annak köszönhető, hogy míg fő ellenfelük sokat javult a szezon közben, ők a fejlesztések ellenére is egy helyben toporogtak:
„Úgy gondolom, remekül kezdtük az évet, a szezon második felében azonban sokat javult a Honda, és megoldották a kezdeti problémáikat” – idézi Rossit a Motorsport.com. „A Yamaha is folyamatosan dolgozott, de az új alkatrészek nem működtek. Nem sikerült előrelépnünk. Tavaly és a korábbi években a Yamaha általában tudott fejleszteni a motorján. Idén is érkeztek új elemek, ki is próbáltuk őket, de összességében ugyanazon a szinten maradtunk. Úgy vélem, ez jelentette a kulcsot az idény második felében.”