Dette forhold blev der lavet eftertrykkeligt om på, da hun ved 2016-legene højst overraskende vandt guld i 50 meter fri.. Løfterne om et godt slutresultat kom allerede i indledende heat, hvor Blume var hurtigst af alle og satte ny dansk rekord med tiden 24,23 sekunder. Da hun efterfølgende med tiden 24,28 sekunder igen var hurtigst af alle i semifinalerne, var finalepladsen klar. I finalen holdt hun en prominent række af OL- og VM-vindere samt verdensrekordholdere bag sig og vandt guld i tiden 24,07, endnu en forbedring af den danske rekord. Tiden var samtidig niendebedste nogensinde i verden og indbragte den første OL-guldmedalje i svømning siden 1948 til Danmark.