שחיין בולט נוסף, ראיין מרפי, זכה ב-3 מדליות זהב. הוא קבע שיא אולימפי במשחה ל-100 מטר גב (51.97 שניות), זכה במדליית זהב במשחה ל-200 מטר גב ובמשחה שליחים 100X4 מטר מעורב בשיא אולימפי חדש תוך כדי שהוא קובע שיא עולם חדש במשחה ל-100 מטר גב (51.85 שניות). אנתוני ארווין בן ה-35 זכה במדליית הזהב במשחה ל-50 מטר חופשי, 16 שנים לאחר שניצח בו באולימפיאדת סידני. באותו משחה זכה נייתן אדריאן במדליית ארד. אדריאן זכה במדליית ארד גם במשחה ל-100 מטר חופשי, בו ניצח בלונדון ובסך הכל צבר 4 מדליות, 2 זהב במשחי השליחים (100X4 מטר חופשי ו-100X4 מטר מעורב) ו-2 ארד. קונור יגר זכה במדליית כסף במשחה ל-1500 מטר חופשי, עם שיא אמריקאי חדש (14:39.48 דקות) וכן סיים חמישי במשחה ל-400 מטר חופשי. במדליות כסף נוספות זכו ג'וש פרנוט (200 מטר חזה) וצ'ייס קייליש (400 מטר מעורב אישי). קונור דוואייר זכה במדליית ארד ב-200 מטר חופשי, סיים רביעי במשחה למרחק הכפול וזכה במדליית זהב במשחה ל-200X4 מטר חופשי, דייוויד פלאמר זכה במדליית ארד במשחה ל-100 מטר גב וקודי מילר זכה במדליית ארד במשחה ל-100 מטר חזה, עם שיא אמריקאי חדש (58.84 שניות).
כל יתר השחיינים האמריקאים שהתחרו בריו העפילו למשחי גמר. ג'ורדן וילימובסקי סיים רביעי במשחה ל-1500 מטר חופשי, וכן סיים חמישי במשחה ל-10 ק"מ במים פתוחים. קווין קורדס סיים רביעי במשחה ל-100 מטר חזה ושמיני במשחה ל-200 מטר חזה, טאונלי האס סיים חמישי במשחה ל-200 מטר חופשי וזכה במדליית זהב במשחה ל-200X4 מטר חופשי, ראיין לוכטה סיים חמישי במשחה ל-200 מטר מעורב אישי וזכה במדליית זהב במשחה ל-200X4 מטר חופשי ובכך זכה ב 12 מדליות אולימפיות מהן 6 זהב והיה לשחיין השני הכי מעוטר בהיסטוריה של השחייה, ג'יי לית'רלנד סיים חמישי במשחה ל-400 מטר מעורב אישי, ג'ייקוב פבלי סיים חמישי במשחה ל-200 מטר גב, קיילב דרסל סיים שישי במשחה ל-100 מטר חופשי וזכה במדליית זהב במשחה שליחים 100X4 מטר חופשי וטום שילדס סיים שביעי במשחה ל-100 מטר פרפר.
אצל הנשים בלטה קייטי לדקי, שזכתה ב-5 מדליות, מהן 4 מדליות זהב. היא שמרה על תוארה במשחה ל-800 מטר חופשי, עם שיא עולם חדש (8:04.79 דקות). גם במשחה ל-400 מטר חופשי קבעה לדקי שיא עולם (3:56.46 דקות), ובמדליית זהב נוספת זכתה במשחים ל-200 מטר חופשי ובמשחה השליחות ל-200X4 מטר חופשי. בנוסף, זכתה במדליית כסף במשחה השליחות ל-100X4 מטר חופשי. סימון מנואל חלקה את מדליית הזהב במשחה ל-100 מטר חופשי עם הקנדית פני אולקסיאק, והייתה לשחיינית האפרו-אמריקאית הראשונה שזוכה במדליית זהב אולימפית. התוצאה שקבעו השתיים, 52.70 שניות, הייתה שיא אולימפי חדש. בנוסף, זכתה מנואל במדליית כסף במשחה ל-50 מטר חופשי והייתה שותפה למדליית הזהב של השליחות האמריקאיות במשחה ל-100X4 מטר מעורב ומדליית כסף במשחה השליחות ל-100X4 מטר חופשי. לילי קינג קבעה אף היא שיא אולימפי חדש, במשחה ל-100 מטר חזה - 1:04.93 דקות וזכתה במדליית הזהב במשחה ל-100X4 מטר מעורב. במדליית זהב נוספת זכתה מאיה דיראדו, במשחה ל-200 מטר גב. דיראדו זכתה במדליית זהב נוספת במשחה השליחות ל-200X4 מטר חופשי, במדליית כסף במשחה ל-400 מטר מעורב אישי ובמדליית ארד במשחה ל-200 מטר מעורב אישי. קתלין בייקר זכתה במדליית כסף במשחה ל-100 מטר גב ובמדליית זהב במשחה ל-100X4 מטר מעורב, קייטי מיילי זכתה במדליית ארד במשחה ל-100 מטר חזה, דנה וולמר איבדה את תוארה ב-100 מטר פרפר וזכתה אף היא במדליית ארד במדליית זהב במשחה ל-100X4 מטר מעורב ובמדליית כסף במשחה השליחות ל-100X4 מטר חופשי, וליה סמית' זכתה במדליית ארד במשחה ל-400 מטר חופשי, סיימה שישית במשחה ל-800 מטר חופשי וזכתה במדליית זהב במשחה השליחות ל-200X4 מטר חופשי. אליסון שמיט זכתה במדליית זהב במשחה השליחות ל-200X4 מטר חופשי ובסך הכל צברה במהלך הקריירה שלה 8 מדליות אולימפיות מהן 4 זהב.
שחייניות אמריקאיות נוספות שהעפילו לשלב הגמר כללו את קאמיל אדמס (מקום רביעי ב-200 מטר פרפר), מלאני מרגליס (מקום רביעי ב-200 מטר מעורב אישי), אליזבת בייזל (מקום שישי ב-400 מטר מעורב אישי), אוליביה סמוליגה (מקום שישי ב-100 מטר גב), אבי וייצל (מקום שביעי ב-100 מטר חופשי) והאלי פליקינגר (מקום שביעי ב-200 מטר פרפר). מיסי פרנקלין כוכבת השחייה באולימפיאדת לונדון, לא הצליחה לעלות למשחי הגמר בשני המשחים בהם השתתפה, אך היא הייתה שותפה לזכייה במדליית זהב במשחה השליחות ל-200X4 מטר חופשי לאחר ששחתה בשלב המוקדמות ובסך הכל צברה במהלך הקריירה שלה 6 מדליות אולימפיות מהן 5 זהב.
על השתתפותם של השחיינים האמריקאים במשחקים העיבה תקרית בה היו מעורבים ראיין לוכטה ושלושה משחייני נבחרת השליחים, ג'ימי פייגן, גונאר בנץ וג'ק קונגר. לוכטה טען כי הארבעה היו קורבן לשוד מזוין במהלך שהותם בריו דה ז'ניירו. עד מהרה התברר כי השוד לא היה ולא נברא, וכי הארבעה גרמו נזק לשירותים של תחנת דלק בעודם שיכורים, והנשק שכוון לעברם היה נשק של אנשי אבטחה שדרשו כי ישלמו על הנזק שגרמו.
אתלטיקה.
באתלטיקה זכו האמריקאים ב-32 מדליות, מהן 13 מדליות זהב. הנציגים נקבעו בתחרות מבחנים.
בקפיצה משולשת דורגו שני אמריקאים במקומות הראשונים: כריסטיאן טיילור שמר על תוארו מלונדון, וכמו בלונדון, גם בריו סגנו היה ויל קליי. גם בהדיפת כדור ברזל דורגו אמריקאים בשני המקומות הראשונים. ראיין קראוזר קבע שיא אולימפי חדש (22.52 מטר) וזכה במדליית הזהב, וג'ו קובץ' זכה במדליית הכסף. אשטון איטון שמר על תוארו בקרב עשר, וגם הוא קבע שיא אולימפי חדש - 8893 נקודות. מתיו צנטרוביץ' זכה במדליית זהב בריצת 1500 מטר, קירון קלמנט ניצח בריצת 400 מטר משוכות, וג'ף הנדרסון בקפיצה לרוחק. נבחרת השליחים ל-400X4 מטר זכתה אף היא במדליית זהב, ואחד החברים בה, לאשון מריט, זכה במדליית ארד בריצת 400 מטר וגם סיים שישי בריצת 200 מטר. ג'סטין גטלין בן ה-34 זכה במדליית כסף בריצת 100 מטר, שהייתה המדליה האולימפית החמישית שלו. איוואן ג'אגר זכה במדליית כסף בריצת 3000 מטר מכשולים והאתלט יליד קניה פול צ'לימו זכה במדליית כסף בריצת 5000 מטר. קלייטון מרפי זכה במדליית ארד בריצת 800 מטר וסם קנדריקס זכה במדליית ארד בקפיצה במוט. גאלן ראפ זכה במדליית ארד במרתון, וכן סיים חמישי בריצת 10000 מטר.
אתלטים אמריקאים נוספים שבלטו בריו כללו את ג'ריון לוסון (מקום רביעי בקפיצה לרוחק), דבון אלן (מקום חמישי בריצת 110 מטר משוכות), ברנרד לאגאט (מקום חמישי בריצת 5000 מטר), ג'ארד וורד (מקום שישי במרתון), אריק קיינרד (מקום שישי בקפיצה לגובה), זאק זימק (מקום שביעי בקרב עשר), רוני אש (מקום שמיני בריצת 110 מטר משוכות), בן בלנקנשיפ (מקום שמיני בריצת 1500 מטר), טרייבון ברומל (מקום שמיני בריצת 100 מטר) ובוריס בריאן (מקום שמיני בריצת 800 מטר). במרוץ השליחים ל-100X4 מטר נפסלה הנבחרת האמריקאית בשלב הגמר.
בריצת 100 מטר משוכות זכו אצניות אמריקניות בכל שלוש המדליות: בריאנה רולינס זכתה בזהב, ניה אלי בכסף וקריסטי קסטלין בארד. בקפיצה לרוחק דורגו אמריקאיות בשני המקומות הראשונים: טיאנה ברטולטה זכתה בזהב, והאלופה היוצאת בריטני ריס זכתה בכסף. בריצת 400 מטר משוכות זכתה דלילה מוחמד במדליית הזהב ואשלי ספנסר זכתה במדליית הארד, ובמדליית זהב נוספת זכתה מישל קרטר, בהדיפת כדור ברזל. שתי נבחרות השליחות זכו במדליות זהב. בריצת 100X4 מטר נקבע תחילה כי האמריקאיות נפסלו בשלב המוקדמות, אך לאחר שערעור שהוגש התקבל, התמודדו האצניות במרוץ נפרד נגד השעון, והתוצאה שהשיגו הספיקה להן כדי להעפיל לשלב הגמר, בו ניצחו. חברת נבחרת השליחות בריצת 100X4 מטר טורי בואי זכתה גם בשתי מדליות אישיות, מדליית כסף בריצת 100 מטר ומדליית ארד בריצת 200 מטר. אליסון פיליקס, שהתחרתה בני מרוצי השליחות זכתה גם במדליית כסף בריצת 400 מטר. בכך, הגיעה למאזן של 9 מדליות אולימפיות בארבע אולימפיאדות. סנדי מוריס זכתה אף היא במדליית כסף, בקפיצה במוט. ג'ניפר סימפסון זכתה במדליית ארד בריצת 1500 מטר ואמה קובורן עשתה זאת בריצת 3000 מטר מכשולים.
אתלטיות אמריקאיות נוספות שבלטו בריו כללו את קטורה אורג'י (מקום רביעי בקפיצה משולשת), נטשה הייסטינגס (מקום רביעי בריצת 400 מטר), שונטה לאו (מקום רביעי בקפיצה לגובה), שאנון ראוברי (מקום רביעי בריצת 1500 מטר), רייבן סונדרס (מקום חמישי בקפיצה לגובה), פיליס פרנסיס (מקום חמישי בריצת 400 מטר), אינגליש גרדנר (מקום שישי בריצת 100 מטר), מולי האדל (מקום שישי בריצת 10000 מטר), שאליין פלנגן (מקום שישי במרתון), אמבר קמפבל (מקום שישי ביידוי פטיש), דזירה לינדן (מקום שביעי במרתון), דיאז'ה סטיבנס (מקום שביעי בריצת 200 מטר), קייט גרייס (מקום שמיני בריצת 800 מטר), דיאנה פרייס (מקום שמיני ביידוי פטיש) וקולין קוויגלי (מקום שמיני בריצת 3000 מטר מכשולים).
התעמלות.
ענף נוסף בו הובילה ארצות הברית את טבלת המדליות היה ההתעמלות, עם 12 מדליות, מהן 4 מדליות זהב.