В августе 2016 года Чхве Ми Сун вошла в состав корейской сборной для участия в летних Олимпийских играх в Рио-де-Жанейро. Своё первое олимпийское золото Чхве выиграла в командном турнире. По итогам квалификационного раунда кореянки заняли 1-е место, обойдя ближайших преследовательниц из России на 60 очков. В раунде плей-офф корейские лучницы уверенно разобрались со всеми соперницами, заканчивая каждый матч со счётом 5:1, при этом в финале кореянки победили сборную России, взяв тем самым реванш за поражение в полуфинале последнего мирового первенства.