Podczas mistrzostw świata na krótkim basenie w Windsorze zdobyła cztery medale. Oleksiak została mistrzynią świata w sztafetach 4 × 50 i 4 × 200 m stylem dowolnym. Wywalczyła także srebrny medal w sztafecie 4 × 100 m stylem zmiennym. Indywidualnie zdobyła brąz na 100 m stylem dowolnym, ustanawiając czasem 52,01 s rekord Kanady. Płynęła także w sztafecie 4 × 100 m stylem dowolnym, która początkowo zajęła drugie miejsce, ale ostatecznie została zdyskwalifikowana. Została wybrana sportowcem roku 2016 w Kanadzie. W 2017 wystartowała na mistrzostwach świata, na których zdobyła brązowy medal w sztafecie mieszanej 4 × 100 m stylem zmiennym, a także zajęła 4. miejsce na 100 m stylem motylkowym i w sztafecie 4 × 100 m stylem dowolnym.