先，她在200米蝶泳上游出了2分6秒51，打破了世界青少年纪录并获得了一枚铜牌。四十分钟之后，她又与队友邱钰涵、郭君君和沈铎在女子4×200米自由泳接力上以7分49秒10的成绩为中国队再夺得一枚铜牌。2016年8月，张雨霏前往巴西里约热内卢参加第31届夏季奥运，她在唯一参加的项目女子200米蝶泳上以2分7秒40的成绩排名第6。同年12月，她第二次参加短池游泳世锦赛，获得女子200米蝶泳的铜牌。2017年，张雨霏在匈牙利布达佩斯举行的世界游泳锦标赛期间联同队友徐嘉余、闫子贝和朱梦惠在男女混合4×100