里約奧運女子雙人10米跳臺決賽，中國組合陳若琳/劉蕙瑕通過完美5跳，以總分354.00分奪冠，為中國隊贏得本屆第7枚金牌。其中江蘇選手陳若琳實現這一項目的3連冠，并收獲個人奧運歷史第5金。她追平吳敏霞（跳水）和鄒凱（體操）的紀錄，成為中國僅有的奧運5金王，且以23歲的年齡成為最年輕的5金獲得者。馬來西亞組合潘德莉拉/張俊虹和加拿大組合本菲托/費麗恩分獲銀牌和銅牌。

自2000年悉尼奧運會起，中國隊本屆前拿滿4屆比賽女子雙人10米跳臺全部金牌，是跳水夢之隊在本世紀奧運會上唯一未丟金的項目。其中陳若琳先后和王鑫、汪皓搭檔實現了金牌的蟬聯。

里約奧運決賽上，陳若琳/劉蕙瑕第一跳55.80分，排名第一，超過次席的加拿大組合整整3分，開局完美。這對中國組合第二跳仍然高水平發揮，再拿55.80分，總分111.60分穩居第一。第3跳倆人得分79.20分，總分190.80分依然第一，領先朝鮮組合6.20分。第4跳陳若琳/劉蕙瑕拿到75.84分，總分266.64分仍舊牢牢把持住頭名，壓過馬來西亞組合。陳若琳/劉蕙瑕第5跳87.36分，以總分354.00分鎖定金牌。