Venera 16 được phóng lên vào ngày 7 tháng 6 năm 1983 lúc 02:32:00 UTC và đến quỹ đạo của Sao Kim vào ngày 11 tháng 10 năm 1983.

Tàu vũ trụ được đưa vào quỹ đạo Sao Kim một ngày sau Venera 15, với mặt phẳng quỹ đạo của nó dịch chuyển bằng một góc xấp xỉ 4 ° so với tàu thăm dò khác. Điều này làm cho nó có thể chụp ảnh lại một khu vực nếu cần thiết. Tàu vũ trụ ở một quỹ đạo gần như cực với một cực cận ~ 1000 km, ở vĩ độ 62 ° N, và cực viễn ~ 65000 km, với độ nghiêng ~ 90 °, chu kỳ quỹ đạo là ~ 24 giờ.

Cùng với Venera 15, tàu vũ trụ chụp ảnh khu vực từ cực bắc xuống khoảng 30°N vĩ độ (tức là khoảng 25% bề mặt Sao Kim) trong 8 tháng hoạt động thiết lập bản đồ.