行的奥林匹克运动会羽毛球比赛混合双打项目，被列为头号种子选手。在小组赛阶段，他们轻松击败德国、俄罗斯和英国的组合，以小组头名顺利晋级淘汰赛；并在八强赛和准决赛先后以2比0和2比1击败丹麦的托马斯·雷伯恩/卡米拉·吕特·尤尔和约金·费舍尔·尼尔森/克里斯汀娜·彼德森，与队友会师决赛。在决赛中，张楠/赵芸蕾以2比0（21-11、21-17）击败徐晨/马晋，夺得中国代表团在该届奥运会的第20金，同时亦成为中国奥运会有史以来的第一对情侣档冠军。国家队的主教练李永波在奥运会后表示，张楠/赵芸蕾在下一个奥运周期将不