W turnieju w Dosze pokonała Çağlę Büyükakçay, po czym uległa Zhang Shuai w trzech setach. Kreczowała w pierwszym meczu w Dubaju z powodu kontuzji. W Indian Wells dotarła do ćwierćfinału, po drodze pokonując Kirsten Flipkens, Kaylę Day i Elinę Switolinę. W czwartej rundzie zawodów w Miami w meczu z Caroline Wozniacki kolejny raz w tym sezonie kreczowała z powodu choroby.
Muguruza zanotowała słaby okres gry na nawierzchni ziemnej, przegrywając w pierwszych meczach w Stuttgarcie i Madrycie odpowiednio z Anett Kontaveit i Timeą Bacsinszky. W Rzymie osiągnęła półfinał, w którym skreczowała w meczu z Eliną Switoliną z powodu urazu szyi. W turnieju na kortach Rolanda Garrosa broniła ubiegłorocznego tytułu. Odpadła w czwartej rundzie, pokonana w trzech setach przez faworytkę gospodarzy Kristinę Mladenovic.
Wygrała Wimbledon dzięki finałowemu zwycięstwu nad Venus Williams 7:5, 6:0, po drodze eliminując m.in. Angelique Kerber czy Swietłanę Kuzniecową.
W Toronto przegrała w ćwierćfinale z późniejszą zdobywczynią tytułu Switoliną 6:4, 4:6, 3:6. Tydzień później, w Cincinnati, sięgnęła po trofeum, pokonując w półfinale liderkę rankingu Karolína Plíškovą 6:3, 6:2 oraz w meczu mistrzowskim wiceliderkę Simonę Halep 6:1, 6:0.