2016年里约奥运，史婧琳参加3个项目的比赛，在女子100米蛙泳项目上，她以1分6秒37的成绩位列第4，无缘该项目奖牌；在之后的200米蛙泳项目上，史婧琳最后时刻连超4名选手，以2分22秒28获得一枚铜牌；在游泳项目的最后一个比赛日，史婧琳和队友傅园慧、陆滢和朱梦惠一同代表中国队参加女子4×100米混合泳接力比赛，最终队伍游出了3分55秒18的成绩，获得第4名。