Stubblety-Cook voitti Tokiossa 2020 olympiakultaa 200 metrin rintauinnissa uudella olympiaennätyksellä 2.06,38. Hän kilpaili myös 100 metrin rintauinnissa karsiutuen alkuerissä. Lisäksi Stubblety-Cook oli mukana Australian sekajoukkueessa, joka saavutti pronssia 4×100 m sekauintiviestissä.