Dne 4. března 2017 Aubameyang prohrál druhou sezónu po sobě 20 gólů v Bundesligě dvěma góly v porážce Bayer Leverkusen 6: 2. O čtyři dny později zaznamenal hat-trick v vítězství 4:0 nad Benficou, čímž dostal Dortmund do čtvrtfinále Ligy mistrů. Dne 20. května Aubameyang skóroval dvakrát v posledním zápase Borussii proti Werderu Brémenu a ukončil sezónu jako nejlepší střelce Bundesligy s 31 góly. V
Ve finále DFB-Pokal 2016/17 27. května 2017 vstřelil vítězný gól, penalty, když Dortmund porazil Eintracht Frankfurt 2-1.