Serena Williams là nhà đương kim vô địch nội dung đơn nữ, nhưng để thua trước Elina Svitolina ở vòng 3. Tay vợt người Puerto Rico không được xếp hạng hạt giống Monica Puig giành huy chương vàng sau khi đánh bại số hai thế giới người Đức Angelique Kerber ở chung kết với các tỉ số 6–4, 4–6, 6–1. Đây là tấm huy chương vàng Thế vận hội đầu tiên của Puerto Rico trong khi Puig là nữ vận động viên đầu tiên giành huy chương Olympic của quốc gia này.