2016ko abuztuaren 9an, Carvajal hasi zen UEFA Super Cupeko Sevillaren aurka Trondheimen, eta 3<unk>2 sartu zuen finalean.
119. minutuan, bakoitza bere aldetik. Ligako denboraldian, nahiz eta hainbat gaitz fisiko izan, 23 partidu jokatu zituen taldea txapeldun izendatzen laguntzeko. 2016ko abenduaren 3an, Sergio Ramosek azken minutuan berdindu egin ondoren FC Barcelonaren aurka Nou Camp-en, golea ospatu zuen aurkarien zaleek erdiko behatza emanez, baina geroago barkamena eskatu zuen; ia hilabete bat kanpoan egon ondoren, ekainaren 3an Txapeldunen Ligako finalean hasteko garaiz itzuli zen, lau urtean hirugarren aldiz irabazi zuena.