Sur la deuxième étape du Tour de Thuringe 2016, il faut attendre le premier prix de monts, pour qu'Annemiek van Vleuten, Chantal Blaak, Elisa Longo Borghini et Ashleigh Moolman ne parviennent à creuser provisoirement un écart avec le peloton. Elles sont rejointes par Olga Zabelinskaïa, Amanda Spratt, Emilia Fahlin, Ellen van Dijk et Emma Johansson. Ce groupe étant trop dangereux, la poursuite s'organise rapidement et reprend les fuyardes. Ce n'est qu'à deux kilomètres de l'arrivée qu'Olga Zabelinskaïa ne trouve la brèche et ne s'impose en solitaire. Elle s'empare du maillot jaune. Elle perd au soir du contre-la-montre quatrième étape au profit d'Ellen van Dijk. Elle termine l'épreuve à la septième place. Sélectionnée pour disputer la course en ligne et le contre-la-montre aux Jeux olympiques de Rio, elle est dans un premier temps interdite de départ en raison de son contrôle positif en 2014, mais participe finalement aux épreuves. Elle obtient la médaille d'argent sur le contre-la-montre, seulement battue par Kristin Armstrong.