P. V. Sindhu
本項目的决赛由头号种子、西班牙选手卡罗列娜·马琳对阵9号种子、印度选手普萨拉·文卡塔·辛德胡，結果前者在先失一局19-21的情况下，以21-12和21-15连扳两局，以总比分2比1逆转對手，繼2014和2015年的世錦賽奪冠後，再進一步奪得西班牙首面羽毛球奧運金牌；而後者亦突破印度女單歷來的最佳奧運成績。而衛冕的中國選手李雪芮則在準決賽中意外受伤，致前十字韧带断裂，無法出戰季軍賽，铜牌由日本選手奧原希望获得。