Nella seconda stagione dalla sua creazione la Fiorentina Femminile fin dalla prima giornata si trova al comando  in classifica. Il suo percorso in Campionato è da manuale, con 21 vittorie su 22 partite e una sola sconfitta per mano del Mozzanica, l'unica riuscita a sconfiggere le gigliate alla sedicesima giornata. A quattro giornate dal termine, grazie alla vittoria esterna a Brescia, la Fiorentina conquista il pass aritmetico per la UEFA Women's Champions League, prima partecipazione europea nella storia del club. Il 6 maggio 2017 allo stadio Franchi, davanti a quasi diecimila spettatori, batte in casa il Tavagnacco 2-0 e si laurea Campione d'Italia per la prima volta nella sua storia. A coronamento della stagione positiva la squadra, dopo aver raggiunto la finale di Coppa Italia, nell'incontro del 16 giugno conquista anche il trofeo ai danni del detentore Brescia, ottenendo così il doblete.