7 sierpnia 2016 roku startując na igrzyskach olimpijskich w Rio de Janeiro na dystansie 100 m stylem motylkowym zdobyła swój pierwszy olimpijski medal. Wyścig ukończyła na pierwszym miejscu z czasem (55,48), bijąc przy tym rekord olimpijski oraz własny rekord świata ustanowiony rok wcześniej na mistrzostwach świata w Kazaniu. Zdobyła także srebro w konkurencji 200 m stylem dowolnym, w finale czasem 1:54,08 poprawiając rekord Szwecji. Swój trzeci medal olimpijski wywalczyła na dystansie dwukrotnie krótszym, gdzie z czasem 52,99 uplasowała na trzeciej pozycji.