Viết tiếp cho đoạn này - Năm 2016, Bagnaia đã bắt đầu mùa giải với một vị trí đứng đầu tại Losail và một vị trí đứng đầu khác tại Jerez, kết thúc thứ 3 trong cả hai dịp. Tại cuộc đua tại nhà của mình ở Ý, Bagnaia đã đảm bảo một vị trí thứ 3 khác đánh bại Niccolò Antonelli bằng 0,006 giây. Tiếp theo là một vụ tai nạn tại Barcelona, Bagnaia đã giành chiến thắng Grand Prix đầu tiên của mình tại Assen lịch sử
trong vòng đua Moto3 lần thứ 59 và đó cũng là chiến thắng đầu tiên của Mahindra. Bây giờ anh đã có 4 vị trí đứng trên bục giải trong 8 cuộc đua đầu tiên của mùa giải và thấy mình chiến đấu cho danh hiệu. Sau hai cuộc đua trung bình và một vụ tai nạn ở Brno, Bagnaia đã có vị trí đầu tiên của mình ở Silverstone bị mưa và kết thúc thứ hai sau Brad Binder trong một cuộc đua ly kỳ. Bagnaia đã giành chiến thắng trong cuộc đua thứ hai của mùa giải tại Sepang, giành chiến thắng thoải mái với một khoảng cách lớn sau khi Brad Binder, Joan Mir và Lorenzo Dalla Porta đều bị rơi trong cùng một góc trong khi bắt đầu cuộc đua, nơi có nhiều vụ va chạm. Anh kết thúc mùa giải với 145 điểm để đứng thứ 4 trong Giải vô địch Moto3 với tổng cộng 2 chiến thắng và 6 vị trí trên bục. Bagnaia có cơ hội kết thúc ở vị trí thứ 2 tại Giải vô địch thế giới sau Brad Binder nhưng thật không may đã bị Gabriel Rodrigo đánh bại ở cả Phillip Island và Valencia. Rodrigo đã đẩy Fabio Di Giannantonio ở Úc xuống và thu thập Bagnaia với anh ta. Tại Valencia, Rodrigo đã thực hiện một vụ tai nạn cao ở vòng đầu tiên tiến gần góc cuối cùng, một lần nữa Bagnaia đã rơi xuống không thể tránh khỏi.