L'épreuve du des Jeux olympiques de 2016 se déroule en grande partie sur le Sambodrome de Rio de Janeiro. Liu Hong est la grande favorite de l'épreuve après son titre de championne du monde obtenu en 2015 (son troisième au total) et son record du monde réalisé un an auparavant. À l’entame du dernier kilomètre, Liu Hong est encore accompagnée par deux concurrentes : sa compatriote Lü Xiuzhi et la Mexicaine María Guadalupe González. Mais elle parvient à faire la différence dans les derniers mètres de course en s'imposant de justesse dans le temps de , devant María Guadalupe González () et Lü Xiuzhi ().