016年3月，山口茜出战德国羽毛球黄金大奖赛，在女单准决赛以1比2（13-21、21-19、19-21）不敌赛会4号种子、中国的王适娴。同年4月，她出战新加坡羽毛球超级赛，在女单准决赛以0比2（12-21、20-22）不敌赛会3号种子、世锦赛冠军的拉差诺·因达农。同年5月，她入选优霸盃的女单主力，助日本队赢得女子团体季军。同年8月，她第一次代表日本出战在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。她在小组赛阶段先后击败马来西亚的郑清忆和捷克的克里斯蒂娜·加文霍尔特，顺利晋级淘汰赛。首轮，山口茜