Posteriormente, Didier Deschamps incluyó a Payet en su selección de 23 jugadores para disputar la Eurocopa 2016. Payet, con 3 goles, fue pieza importante en el éxito del conjunto francés, que llegó hasta la final del torneo en el cual era anfitrión. Bajo su dirección, el club xeneize viviría la etapa más exitosa de su historia, camisetas del chelsea hasta convertirse en el equipo más ganador del mundo.