Skribu daŭrigon por ĉi tiu paragrafo - En 2016, Bagnaia komencis la sezonon per podio en Losail kaj alia podio en Jerez, finiĝante tria en ambaŭ okazoj. En sia hejma vetkuro en Italio, Bagnaia certigis alian trian pozicion venkante Niccolò Antonelli je 0.006 sekundoj. Sekvita de akcidento en Barcelono, Bagnaia certigis sian unuan Grandiozan Premion en la historia Assen
En sia 59-a vetkuro en Moto3, ĝi estis la unua venko de Mahindra. Li nun havis 4 podiojn en la unuaj 8 vetkuroj de la sezono kaj trovis sin batalanta por la titolo. Post du averaĝaj vetkuroj kaj kraŝo en Brno, Bagnaia ricevis sian unuan pole-pozicion en la pluv-trafita Silverstone kaj finis dua malantaŭ Brad Binder en ekscita vetkuro. Bagnaia gajnis sian duan vetkuron de la sezono en Sepang, gajnante la vetkuron komforte kun granda diferenco post kiam Brad Binder, Joan Mir kaj Lorenzo Dalla Porta ĉiuj kraŝis en la sama angulo dum la komenco de la vetkuro, kiu estis plena de multoblaj kraŝoj. Li finis la sezonon kun 145 poentoj por pozicii 4a en la Moto3 Ĉampioneco kun totalo de 2 venkoj kaj 6 podio. Bagnaia havis la ŝancon finiĝi dua en la Monda Ĉampioneco malantaŭ Brad Binder sed bedaŭrinde estis forigita en kaj Phillip Island kaj Valencio de Gabriel Rodrigo. Rodrigo puŝis Fabio Di Giannantonio en Aŭstralio kiu iris malsupren kaj kolektis Bagnaia kun li. En Valencio, Rodrigo faris altan kraŝon en la unua rondo alproksimiĝanta al la lasta kurbo, denove Bagnaia falis neeviteble.