Top 4 gồm Thụy Bình, Milana (đội Vũ Cát Tường), Nhật Minh (đội Đông Nhi - Ông Cao Thắng), Mai Anh (đội Noo Phước Thịnh) trải qua phần thi đơn ca và song ca với huấn luyện viên. Ở tiết mục đơn ca,Nhật Minh thể hiện trích đoạn chèo "Phù thủy sợ ma" (xem video) và ca khúc "Thành phố miền quan họ". Cậu bé diện áo dài, đeo cờ vừa hát vừa đánh trống, diễn xuất. Khán giả reo hò trước màn thể hiện đa năng của học trò Đông Nhi. Bố Nhật Minh đứng ở cánh gà hỗ trợ diễn xuất giọng nói cho tiết mục hát của con.

Đông Nhicùng Nhật Minh trình bày tiết mục"We belong together"(xem video). Nữ ca sĩ chọn nhạc phẩm này từ album của cô và viết lại phần lời cho phù hợp hơn với Nhật Minh. Cậu bé Hà Nội chứng tỏ được sự biến hóa đa dạng khi hát nhiều thể loại.

Mai Anhvà Thụy Bình, Milanalà ba á quân của chương trình. Mỗi em nhậnphần thưởng trị giá 50 triệu đồng. Trong ảnh: Mai Anh hát "Nổi lửa lên em"(xem video) với phầnbè của nhóm Cadillac. Noo Phước Thịnh bật dậy vỗ tay khi học trò lên tông ở đoạn cuối. Anhnhận xét:"Con quay lại với dòng nhạc từng khiếnkhán giả yêu thíchnhưng lần này là sự trưởng thành hơn rất nhiều. Chú vô cùng tự hào về con".

Noo cùng học trò hátliên khúc "Cặp ba lá - Chuồn chuồn ớt" (xem video). Tiết mục được dàn dựng hài hước và thú vị hơn nhờ phần hóathân thành học sinhcủa Noo Phước Thịnh.

Thụy Bình thể hiện "Hát từ cội nguồn" (xem video) với phần phối đậm chất nhạc truyền thống gồm đàn bầu, nhị, nguyệt, tranh. Ca khúc âm hưởngdân ca phát huy được chấtngọt ngào, sâu lắngcủa cậu bé Bến Tre. Thụy Bình diện áo dài, khăn đóng, phong thái trình diễn chững chạc. Khán giả liên tục vỗ tay tán thưởng theo từng câu luyến láy của học trò Vũ Cát Tường. Huấn luyện viên nhận xét:"Cô mừng vì mọi người đã thấy sự trưởng thành trong con.'Hát về cội nguồn' là một ca khúc rất khó với tiết tấu chuyển đổi nhanh, chậm liên tục và phải bản lĩnh để thể hiện được tiết mục này".

Vũ Cát Tường song ca với Thụy Bình tiết mục "Tôi"(xem video). Đây là ca khúc mà huấn luyện viênsáng tác dành riêng cho học trò, nói về chặng đường của cậu bé tạiGiọng hát Việt nhí 2016.

Trước đó, Milana của đội Vũ Cát Tường mở màn đêm thivới ca khúc "Ô mê ly" (xem video).Cô bé người Ngavượt qua rào cản ngôn ngữ, hát bằng tiếng Việt để chinh phục khán giả

Vũ Cát Tường viết lại bài hit "Belief"bằnglời tiếng Anh cho Milana trong phần song ca (xem video).Thông qua tiết mục,ca sĩ cảm ơn các khán giả đã ủng hộ cho học trò côtrở lại đêm chung kết.Giọng ca "Vết mưa" đệm đàn và 100 fan hòa giọng cho cô bé người Nga biểu diễn.

Đêm chung kết "Giọng hát Việt nhí 2016" thu hút nhiều khán giả.21h chương trình bắt đầu nhưng từ 20h, khoảng 1.000 người đã ngồi kín sân khấu. Người xem phải xếp hàng từ sớm mới đến được chỗ ngồi trong khán phòng.