2016年夏季奧運會在巴西裏約熱內盧舉行，而女排比賽也是夏季奧運會的比賽項目，自然也要在這裏舉行了。裏約奧運會女排比賽***有12只球隊參賽，分別是巴西、俄羅斯、日本、韓國、阿根廷、喀麥隆、美國、中國、塞爾維亞、意大利、荷蘭、波多黎各。中國女排是2015年女排世界杯的冠軍。以此獲得了2016年裏約奧運會的參賽資格。
中國女排在2016年裏約奧運會初期，並不順利，開局成績相當差，僅以小組賽2勝3負排名第四的身份晉級八強，可以說進入八強真屬於極為勉強的局面。當時B組分別是美國、荷蘭、塞爾維亞、中國、意大利、波多黎各六隊，其中美國是五站全勝，荷蘭是4勝1負，塞爾維亞則是3勝2負，中國相對來講發揮得極為不好，而且也被各方不太好看。
四分之壹決賽，中國遭遇衛冕冠軍巴西隊，戰局極為焦灼，中國女排最終頂住壓力戰勝巴西隊，從而順利晉級四強。前文已經提到，2016年奧運會就在巴西舉行，而巴西女排是東道主，並且是衛冕冠軍，對冠軍勢在必得，巴西女排的自身實力也確實有奪冠的實力，但是最終中國女排笑到最後了。
戰勝巴西女排之後，中國女排士氣大漲，同時也絞殺了最強競爭者，此後壹路過關斬將。半決賽3:1輕松戰勝荷蘭。而決賽中，在先失壹局的情況下，直落三局，以3:1的戰績戰勝塞爾維亞，最終獲得2016年夏季奧運會女排冠軍。這是中國女排時隔12年再次獲得奧運冠軍，也是第三次獲得奧運會金牌。