·马琳第二次代表西班牙出战巴西里约热内卢举行的奥林匹克运动会羽毛球比赛女子单打项目，在小组赛阶段先后击败丹麦的莱恩·杰克斯菲德和芬兰的南纳·瓦尼奥，顺利晋级淘汰赛。首轮轮空，以赛会1号种子和小组取胜直接晋级八强。半准决赛，卡罗列娜·马琳面对赛会7号种子、韩国的成池铉，她拥有绝对实力以2比0（21-12、21-16），拿下对手。准决赛，卡罗列娜·马琳面对赛会3号种子、中国的李雪芮，以2比0（21-14、21-16），轻取赢下。决赛中，面对赛会9号种子、印度的普萨拉·文卡塔·辛德胡，两人的进攻是目前看来数一数