Sezon 2016/2017 Trzykrotnie stawał na podium zawodów indywidualnych Letniego Grand Prix 2016, zwyciężając w Hinterzarten oraz zajmując 3. miejsce w Wiśle i Hakubie. W trzech innych konkursach również zajmował miejsca w pierwszej dziesiątce. 351 punktów pozwoliło Wellingerowi zająć drugie miejsce w klasyfikacji generalnej cyklu, ze stratą 229 punktów do Macieja Kota. Podobnie jak rok wcześniej, na Mistrzostwach Niemiec 2016 zdobył srebro w zawodach indywidualnych i złoto w drużynie.
Sezon 2016/2017 Pucharu Świata rozpoczął 22. miejscem w Ruce. W grudniowych zawodach indywidualnie najwyżej sklasyfikowany był na 10. pozycji w Lillehammer, do połowy stycznia zawody kończył najczęściej w drugiej i trzeciej dziesiątce. Począwszy od konkursu w Wiśle 14 stycznia 2017, gdzie był trzeci, Wellinger zaczął regularnie zajmować miejsca w ścisłej czołówce. W kolejnym tygodniu w Zakopanem zwyciężył w zawodach drużynowych i był drugi indywidualnie. 29 stycznia w Willingen odniósł drugie w karierze zwycięstwo w konkursie indywidualnym Pucharu Świata.