Летом 2016 года Лучилла Боари вошла в состав сборной для участия в летних Олимпийских играх в Рио-де-Жанейро. По итогам квалификации Боари показала лучший результат в своей сборной и 7-й среди всех спортсменок. В квалификации командного турнира итальянки показали 6-й результат, из-за чего им пришлось стартовать с первого раунда. В плей-офф итальянские лучницы уверенно победили сборные Бразилии (6:0) и Китая (5:3), но затем в полуфинале уступили российским спортсменкам 3:5. В поединке за третье место Лучилла Боари, Гвендалина Сартори и Клаудия Мандия уступили тайваньским лучницам 3:5 и заняли обидное четвёртое место. В личном турнире Боари уступила уже в первом раунде соревнований. По ходу поединка с австралийкой Элис Ингли, показавшей в квалификации 58-й результат, итальянская лучница ни разу не смогла набрать больше 25 очков, а в четвёртой партии и вовсе смогла выбить лишь 20 очков за три выстрела (7,7,6).