Skriv en fortsættelse til dette afsnit - Den 26. april 2017 assisterede Dembélé Aubameyangs mål og scorede vinderen i 74. minut mod Bayern München i DFB-Pokals semifinal, hvor han hjalp Dortmund til at nå cupfinalen. I den afgørende kamp den 27. maj scorede han det første mål i en 2-1 sejr, da Dortmund vandt deres første store titel i fem år ved at vinde DFB-Pokal-finalen i 2017.
mod Eintracht Frankfurt. Dembélé blev efterfølgende udnævnt til "Man of the Match". Efter sæsonens afslutning blev Dembélé udnævnt til Bundesligas "Team of the Season" og tildelt ligaens "Rookie of the Season" -pris.