Fire år senere i Los Angeles gikk det bedre for Penttilä. Fra å være femtemann i kvalifiseringen med et kast på 64,28, forbedret han seg til 68,70 og tok bronsedaljen bak to landsmenn – den overlegne Matti Järvinen (gull med 72,71 m) og Matti Sippala (sølv med 69,80 m).