Johnson startede sæsonen 2016 godt med seks top-10-finaler i sine første ti løb. Efter to afslutninger uden for top 10 kom han tæt på at vinde Memorial Tournament, og sluttede et skud bag den endelige vinder William McGirt. Han nåede top 10 i FedEx St. Jude Classic en uge senere. Johnson vandt
2016 U.S. Open for at hævde sin første store titel den 19. juni 2016 i sin 29. store optræden. Sejren var imidlertid indhyllet i kontroverser, da Johnson fik et et skud straffespark efter hans sidste runde var afsluttet på grund af en hændelse på den femte green. Da han forberedte sig på at adressere bolden til en par putt, bevægede bolden sig let. Johnson gik væk og sagde, at han ikke havde talt til bolden. Efter at han havde talt med en reguleringsmedarbejder på stedet, fik han besked på at fortsætte med sit skud, hvilket han med succes gjorde. Han endte med at vinde med tre slag foran Shane Lowry, Scott Piercy og Jim Furyk. Den bevægelige bold-hændelse udløste vrede blandt mange af verdens bedste golfspillere med spillere som Jordan Spieth, Rory McIlroy, Rickie Fowler og Webb Simpson, der tog til sociale medier for at kritisere USGA for sin beslutning. Johnson steg tre positioner i OWGR til nummer tre efter denne sejr.