De Spaanse olympische ploeg won een totaalaantal van zeventien medailles, waarvan zeven goud, vier zilver en zes brons. Het waren de meest succesvolle Zomerspelen voor Spanje sinds de Spelen van 1992, die plaatsvonden in Barcelona. Tot de gouden medaillewinnaars behoorde zwemster Mireia Belmonte, die de 200 meter vlinderslag won en daarmee de eerste Spaanse vrouw die zwemgoud won. Vlaggendrager Nadal en Marc López, twee vrienden, wonnen goud in het mannendubbelspel van het tennistoernooi. Badmintonster en nummer een van de wereld Carolina Marín won de olympische badmintonfinale in het enkelspel. De "vrouwelijke Nadal" versloeg in de finale de Indiase P.V. Sindhu. Niet eerder won een niet-Aziatische vrouw het olympisch badmintongoud.