Männen döms till fängelse i fyra år och åtta månader. De utvisas också från Sverige och får återvända tidigast 2028.
De ska också ersätta den utsatta tonåringen med ett skadestånd på 175 000 kronor.
Den yngre av männen fick kontakt med flickan genom sociala medier. I början av november träffades de och åkte till en bostad i Västervik som 21-åringen hade tillgång till. Där hade de samlag. Efter det hämtade 21-åringen den äldre kamraten.
De tvingade sedan 16-åringen till samlag och andra sexuella handlingar med dem båda.
Männen nekar till våldtäkt. Men tingsrätten fäller dem för grov våldtäkt. Rätten anser bland annat att den unga flickans berättelse har ett starkt bevisvärde och hög trovärdighet.
Hon har bland annat berättat att en yngre mannen blev förändrad sedan han hämtat 34-åringen och att de hjälptes åt att hålla henne medan de tvingade till sig samlag.
Flera vittnet stärker också flickans tillstånd direkt efter våldtäkten. Även fysiska följder pekar helt i linje med hennes berättelse, anser tingsrätten.
34-åringen har lämnat olika uppgifter i förhören under utredningen och vid rättegången. Vid det senare tillfället skyller han våldtäkten på 21-åringen.
21-åringen döms också för olaga hot sedan han under häktningstiden uttalat att han ska döda 16-åringen.
Båda har varit frihetsberövade sedan den 14 november.