În 2016, atât Fenati, cât și Migno au fost confirmate și o a treia bicicletă a fost dată lui Nicolò Bulega, dar Fenati a fost concediat după zece curse și înlocuit de Lorenzo Dalla Porta. Fenati a început sezonul 2016 cu o pole position la Qatar, însă a reușit să ajungă doar pe locul 4 în cursă. A terminat pe locul 20 în Argentina, înainte de prima sa victorie din sezon în Statele Unite. El a fost al șaptelea la Jerez, înainte de a ajunge pe locul al doilea la Le Mans, pierzând în fața lui Brad Binder cu 0.099 de secunde. Fenati s-a calificat pe pole la Mugello, dar nu a reușit să termine cursa. A fost al patrulea atât în Catalonia cât şi în Olanda.
, înainte de o poziție de 18 fără sens în Germania. Fenati a fost eliminat de Sky Racing VR46 din Austria ca măsură disciplinară pentru că nu a fost de acord cu Uccio Salucci. La 16 august, echipa VR46 și-a reziliat contractul cu Romano pentru sezoanele 2016 și 2017, invocând probleme de comportament în conflict cu politica echipei ca motiv al despărțirii.