Теодосић је и наредне 2016. године провео лето са репрезентацијом. Србија је успела да преко квалификационог турнира у Београду избори пласман на Олимпијске игре у Рију. Теодосић је предводио Србију до сребрне медаље, а у финалу олимпијског турнира боља је била селекција САД (96:66). Тео је на олимпијском турниру на паркету проводио нешто више од 25 минута по мечу, а просечно је бележио 12,1 поен, уз 5,4 асистенције и 2 скока.