К Олимпийским играм 2016 года в Рио-де-Жанейро Валери набрала форму и считалась основной фавориткой в толкании ядра. В квалификации Адамс уже в первой попытке уверенно выполнила норматив для выхода в финал (18,40 м), толкнув ядро на 19,74 м, это так и осталось лучшим результатом в квалификации. В финале новозеландка захватила лидерство с первой попытки (19,79 м), во второй ещё сильнее упрочила его (20,42 м). Перед последней попыткой на втором месте шла Мишель Картер (19,87 м). В последней попытке Картер неожиданно сумела толкнуть на 20,63 м, установив рекорд США и показав лучший результат сезона в мире. Адамс в последней попытке также показала высокий результат (20,39 м), но этого было недостаточно для золота, и новозеландка осталась второй. Картер же стала первой в истории американкой, выигравшей олимпийское золото в женском толкании ядра.