得过三座冠军，因此两人的成绩在一开始并不被看好。2016年8月，傅海峰/张楠以第4种子的身分出战夏季奥林匹克运动会羽毛球男子双打比赛。两人在小组赛阶段仅败于马来西亚的吴蔚昇/陈蔚强，并以小组第二的成绩晋级淘汰赛；在淘汰赛阶段，两人一路击败韩国的金基正/金沙朗和英国的马库斯·埃利斯/克里斯·兰格瑞奇，在决赛时再次遭遇吴蔚昇/陈蔚强，最终在先失一局的情况下以1比2（16-21、21-11、23-21）险胜，傅海峰也成为史上第一位连续三届闯入奥运羽毛球男子双打决赛并夺得两枚金牌的运动员。