在巴西里约热内卢里约中心3号馆举行。和前两届奥运一样，此次比赛的决赛依然在两名中国选手之间进行，2015年世锦赛该项目冠军丁宁在决赛中以4比3战胜了2012年伦敦奥运该项目冠军李晓霞，成为史上第五位获得乒乓球大满贯的女选手。在三四名决赛中，朝鲜选手金松怡以4比1战胜第四次出战奥运的日本选手福原爱，获得铜牌，而日本队则连续两届奥运在该项目上获得第四名。
赛程.以下是此次比赛的赛程：
种子排位.赛事种子根据国际乒乓球联合会于2016年7月公布的世界排名编配