Après deux cinquièmes places lors du championnat du monde au Qatar en 2015 et au championnat du d'Europe en Pologne en 2016, lui et son équipe se reprennent lors des Jeux olympiques de Rio pour décrocher le premier sacre olympique du Danemark. Mikkel Hansen y est décisif, marquant notamment 8 buts en finale contre la France et portant son équipe tout au long de la compétition. Il est ainsi élu meilleur joueur et meilleur arrière gauche de la compétition.