在2016年夏季奥运会游泳比赛澳大利亚预选赛上，查默斯以48.03的成绩获得男子100米自由泳第二名，并打破了世界青少年纪录，他和第一名的卡梅伦·麦克沃伊共同获得里约奥运会该项目的参赛资格。8月，他赴巴西里约热内卢参加自己运动生涯里的第一届奥运，首先他联同队友在男子4×100米自由泳接力项目上为澳大利亚赢取一枚铜牌。之后他又在男子100米自由泳决赛上以47秒58的成绩战胜所有对手，成为48年来首位在该项目上获得金牌的澳大利亚运动员。在游泳最后一个比赛日举行的男子4×100米混合泳接力决赛上，查默斯以第四棒队员的身份再度登场，在比赛中他表现优异，游出46秒72，帮助澳大利亚队挽回劣势，获得铜牌。