2016年8月，小关出战在巴西里约热内卢举办的第31届夏季奥运，他在自己的第一次奥运会上参加了100米蛙泳、200米蛙泳和4×100米混合泳接力，首先他在100米蛙泳上获得第6名 ，而在之后的200米蛙泳上，尽管他先发制人，在前面150米处保持领先，但在冲刺阶段被其他选手反超，最终获得第5名，在游泳项目的最后一天，他联同队友入江陵介、藤井拓郎和中村克代表日本出战的4×100米混合泳接力赛，最终以队伍以3分31秒97获得第5名。