2016 m. rugpjūčio 9 d. "Carvajal" pradėjo UEFA Super Cup varžybas su "Sevilla" Trondheime ir įveikė finalą
3<unk>2 119-oje minutėje po individualios pastangos. Lygos sezono metu, nepaisant kelių fizinių ligų, jis vis dar prisidėjo su 23 žaidimais, kad padėtų komandai tapti čempionais. 2016 m. gruodžio 3 d., kai paskutinę minutę "Sergio Ramos" susitaikė su "Barcelona" "Nou Camp" stadione, jis šventė tikslą, duodamas priešininkų gerbėjams vidurinį pirštą, bet vėliau atsiprašė; po beveik vieno mėnesio, jis grįžo į akciją, kad galėtų pradėti Čempionų lygos finalą birželio 3 d., kurią jie laimėjo trečią kartą per ketverius metus.