Rohan Bopanna and Florin Mergea were the defending champions, but lost to Jean-Julien Rojer and Horia Tecău in the final, 4–6, 6–7(5–7).
| Men's doubles | |||||||
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| 2016 Mutua Madrid Open | |||||||
| Final | |||||||
| Champions |  Jean-Julien Rojer Horia Tecău | ||||||
| Runners-up |  Rohan Bopanna Florin Mergea | ||||||
| Score | 6–4, 7–6(7–5) | ||||||
| Events | |||||||
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All seeds receive a bye into the second round.
Pierre-Hugues Herbert / Nicolas Mahut (semifinals)
Jamie Murray / 
Bruno Soares (second round) Jean-Julien Rojer / Horia Tecău (champions)
Ivan Dodig / Marcelo Melo (semifinals)
Bob Bryan / Mike Bryan (quarterfinals) Rohan Bopanna / Florin Mergea (final)
Alexander Peya / 
Nenad Zimonjić (quarterfinals)
Vasek Pospisil / Jack Sock (quarterfinals)| Semifinals | Final | ||||||||||||
| 1 | Pierre-Hugues Herbert Nicolas Mahut
| 2 | 63 | ||||||||||
| 3 | Jean-Julien Rojer Horia Tecău
| 6 | 77 | ||||||||||
| 3 | Jean-Julien Rojer Horia Tecău
| 6 | 77 | ||||||||||
| 6 | Rohan Bopanna Florin Mergea
| 4 | 65 | ||||||||||
| 4 | Ivan Dodig Marcelo Melo
| 5 | 77 | [10] | |||||||||
| 6 | Rohan Bopanna Florin Mergea
| 7 | 64 | [12] | |||||||||
| First round | Second round | Quarterfinals | Semifinals | ||||||||||||||||||||||||
| 1 | P-H Herbert N Mahut
| 6 | 77 | ||||||||||||||||||||||||
| WC |  P Carreño Busta F Verdasco
| 6 | 6 | WC | P Carreño Busta F Verdasco
| 3 | 64 | ||||||||||||||||||||
 K Anderson J Chardy
| 4 | 4 | 1 | P-H Herbert N Mahut
| 3 | 77 | [10] | ||||||||||||||||||||
 F Fognini V Troicki
| 1 | 7 | [9] | 5 | B Bryan M Bryan
| 6 | 64 | [8] | |||||||||||||||||||
 Ł Kubot M Matkowski
| 6 | 5 | [11] | Ł Kubot M Matkowski
| 5 | 6 | [8] | ||||||||||||||||||||
| 5 | B Bryan M Bryan
| 7 | 2 | [10] | |||||||||||||||||||||||
| 1 | P-H Herbert N Mahut
| 2 | 63 | ||||||||||||||||||||||||
| 3 | J-J Rojer H Tecău
| 6 | 77 | ||||||||||||||||||||||||
| 3 | J-J Rojer H Tecău
| 6 | 6 | ||||||||||||||||||||||||
T Bellucci L Mayer
| 63 | 77 | [10] | T Bellucci L Mayer
| 4 | 4 | |||||||||||||||||||||
 JS Cabal R Farah
| 77 | 63 | [7] | 3 | J-J Rojer H Tecău
| 77 | 77 | ||||||||||||||||||||
| WC | M Bhupathi F Martin
| 63 | 7 | [10] | 7 | A Peya N Zimonjić
| 65 | 62 | |||||||||||||||||||
| G Pella G Simon
| 77 | 5 | [7] | WC | M Bhupathi F Martin
| 3 | 6 | [6] | |||||||||||||||||||
| 7 | A Peya N Zimonjić
| 6 | 4 | [10] | |||||||||||||||||||||||
| First round | Second round | Quarterfinals | Semifinals | ||||||||||||||||||||||||
| 8 | V Pospisil J Sock
| 4 | 77 | [10] | |||||||||||||||||||||||
 T Huey M Mirnyi
| 6 | 6 | T Huey M Mirnyi
| 6 | 64 | [4] | |||||||||||||||||||||
D Nestor R Štěpánek
| 4 | 4 | 8 | V Pospisil J Sock
| 3 | 4 | |||||||||||||||||||||
| R Klaasen R Ram
| 6 | 66 | [10] | 4 | I Dodig M Melo
| 6 | 6 | ||||||||||||||||||||
| F López M López
| 4 | 78 | [5] | R Klaasen R Ram
| 7 | 3 | [8] | ||||||||||||||||||||
| 4 | I Dodig M Melo
| 5 | 6 | [10] | |||||||||||||||||||||||
| 4 | I Dodig M Melo
| 5 | 77 | [10] | |||||||||||||||||||||||
| 6 | R Bopanna F Mergea
| 7 | 64 | [12] | |||||||||||||||||||||||
| 6 | R Bopanna F Mergea
| 64 | 6 | [10] | |||||||||||||||||||||||
 P Cuevas M Granollers
| 6 | 6 | P Cuevas M Granollers
| 77 | 4 | [4] | |||||||||||||||||||||
| S Johnson S Querrey
| 4 | 2 | 6 | R Bopanna F Mergea
| 3 | 6 | [10] | ||||||||||||||||||||
 H Kontinen J Peers
| 6 | 3 | [10] | H Kontinen J Peers
| 6 | 3 | [6] | ||||||||||||||||||||
 A Dolgopolov B Tomic
| 3 | 6 | [3] | H Kontinen J Peers
| 6 | 77 | |||||||||||||||||||||
| 2 | J Murray B Soares
| 4 | 64 | ||||||||||||||||||||||||