W sierpniu 2016 roku Sock zdobył wspólnie z Bethanie Mattek-Sands złoty medal igrzysk olimpijskich w Rio de Janeiro w konkurencji gry mieszanej po pokonaniu pary Venus Williams–Rajeev Ram 6:7(3), 6:1, 10–7. Wspólnie ze Steve'em Johnsonem wywalczył brązowy medal w deblu. Mecz o udział w finale przegrali z parą Florin Mergea–Horia Tecău, natomiast pojedynek o medal brązowy wygrali 6:2, 6:4 z Danielem Nestorem i Vaskiem Pospisilem.