Alkuvuodesta 2016 Mattsson muutti ruokavaliotaan ja laihtui tämän seurauksena 12 kiloa. Lontoon pitkän radan EM-kilpailuissa toukokuussa hän sijoittui 200 metrin rintauinnissa viidenneksi. Rio de Janeiron kesäolympialaisissa 2016 Mattsson ui 200 metrin rintauinnin alkuerissä sijalle 11 ajalla 2.10,09 mutta jäi välierissä viimeiseksi ja karsiutui jatkosta. Olympialaisten jälkeen Mattssonin valmentaja vaihtui, kun vuosina 2008–2016 häntä valmentaneen Tomi Pystysen tilalle tuli Eetu Karvonen.