Casemiro mencetak empat gol dalam 25 pertandingan di musim 2016/17, membantu timnya memenangkan kejuaraan nasional untuk pertama kalinya dalam lima tahun. Dia mencetak gol jarak jauh di final Liga Champions melawan Juventus FC, membantu timnya meraih kemenangan 4-1; dia kembali menemukan jaring pada 8 Agustus 2017, menempatkan timnya di depan dalam kekalahan 2-1.
Manchester United untuk Piala Super UEFA.