Sezon 2016/2017 Sezon 2016/2017 rozpoczął 21 sierpnia od strzelenia gola w przegranym 3:2 meczu z Milanem, w którym nie wykorzystał także rzutu karnego. Tydzień później, 28 sierpnia w starciu z Bologną, Belotti skompletował swojego pierwszego hat-tricka w karierze, a Torino wygrało 5:1. 4 grudnia pzedłużył kontrakt z klubem do 2021, a w jego kontrakcie znalazła się klauzula odstępnego wynosząca 100 milionów euro dla zagranicznych klubów. 5 marca 2017, w ligowym meczu z Palermo, po raz pierwszą założył opaskę kapitańską, a także strzelił najszybszego hattricka w Serie A (7 minut i 15 sekund) od 30 stycznia 2000, bijąc rekord Andrija Szewczenki.
Ogółem w Serie wystąpił w 35 meczach, w których strzelił 26 goli, kończąc sezon na 3. miejscu w klasyfikacji strzelców, za Edinem Džeko (29 goli) i Driesem Mertensem (28 goli). Zagrał także w trzech meczach w Pucharze Włoch, w którym strzelił dwa gole. mały|Belotti w 2017
Sezon 2017/2018 W pierwszym meczu nowego sezonu przeciwko Sassuolo (3:0), Belotti zdobył bramkę z przewrotki. 4 kwietnia 2018 w meczu z Crotone strzelił trzy bramki. Z powodu kontuzji strzelił 10 goli w rozgrywkach ligowych, a w Pucharze Włoch zdobył trzy bramki.