Podczas igrzysk olimpijskich w Rio de Janeiro startowała w sztafetach 4 × 100 m stylem dowolnym i 4 × 100 m stylem zmiennym. W eliminacjach sztafety kraulowej Australijki pobiły rekord olimpijski (3:32,39 min). Kilka godzin później, Elmslie wraz z Emmą McKeon, Bronte Campbell i Cate Campbell zdobyła złoty medal i ustanowiła nowy rekord świata (3:30,65 min). Oprócz tego wywalczyła srebro w sztafecie zmiennej.