双人3米弹板项目于2016年8月7日在里约热内卢玛丽亚·莲克水上运动中心举行。最终，中国的吴敏霞/施廷懋以总分345.60赢得金牌，吴敏霞个人则实现了在这个奥运项目的四连冠；意大利的塔妮雅·卡尼奥托/弗朗西斯卡·达拉佩和澳大利亚的麦迪森·肯妮/安娜贝尔·史密斯则分别名列第二和第三名。
比赛成绩.以下为各组合在五轮比赛中的成绩：