12月15日，环保部召开12月16~21日重污染天气应对媒体发布会，预计2016年12月16日至21日，受不利气象条件影响，京津冀及周边地区将发生一次大范围重污染天气，超过20个城市空气质量可能连续4天达到重度及以上污染，且可能出现2天以上的严重污染。
环保部大气环境管理司司长刘炳江在发布会上称，这次是入冬以来持续时间最长、污染程度最高的一次霾，为此，环保部已向北京、天津、河北、山西、山东、河南等地发布预警提示，根据预测结果，北京市，天津市，河北省石家庄、保定、邢台、邯郸、廊坊、衡水、唐山、沧州市，山西省太原、临汾、晋中、运城市，山东省德州、聊城、菏泽市，河南省郑州、濮阳、新乡、安阳、焦作、鹤壁市等23个城市应于16日统一发布红色预警。河南省开封市，山西省吕梁、长治市，山东省济南、淄博、济宁、泰安、莱芜、滨州市等9个城市统一发布橙色预警。
预计12月16日至21日，23个城市空气质量（城市空气质量监测系统市场调查研究报告）可能连续4天达到重度及以上污染，且可能出现2天以上的严重污染。9个城市空气质量可能连续3天达到重度及以上污染，且可能出现1天严重污染。环保部介绍，12月以来，京津冀及周边地区共发生了2次重污染天气过程，该区域人口多、工业生产和交通运输集中，进入冬季后整个区域的燃煤采暖污染物排放大幅增加，是12月出现大范围区域性重污染的根本原因。实际上，北京已经率先公布启动红色预警的时间。北京市环境保护局官方微博发布消息，经北京市政府批准，北京市将于12月16日20时启动空气重污染红色预警。预计12月21日夜间起空气质量将逐步改善，届时将根据空气质量实况及预报适时解除预警。