De beste prestaties van haar sportieve carrière leverde Michelle Carter in 2016. Ze begon het jaar door in eigen land, Portland, wereldindoorkampioene kogelstoten te worden. Vervolgens won zij ook op de Olympische Spelen van Rio de Janeiro het goud. Met een beste stoot van 20,63 in haar laatste poging overtroefde zij de tot dan aan de leiding gaande tweevoudige olympisch kampioene Valerie Adams. De Nieuw-Zeelandse werd verdrongen naar de tweede plaats (zilver; 20,42), terwijl de Hongaarse Anita Márton met 19,87 het brons voor zich opeiste. Carters prestatie betekende tevens een verbetering van het Amerikaanse record.