W 2016 roku na igrzyskach olimpijskich w Rio de Janeiro zdobyła cztery medale. W konkurencji 200 m stylem grzbietowym z czasem 2:05,99 min została mistrzynią olimpijską, wyprzedziwszy o 0,06 s Węgierkę Katinkę Hosszú. Złoty medal wywalczyła także w sztafecie 4 × 200 m stylem dowolnym. Na dystansie 400 m stylem zmiennym zdobyła w finale srebrny medal, uzyskując czas 4:31,35. W konkurencji 200 m stylem zmiennym była trzecia z czasem 2:08,79.