Pada tahun 2016, Burnell berkompetisi di Olimpiade Rio, berkompetisi dalam acara Marathon Swimming, dengan acara dimulai di Pantai Copacabana. Dalam acara 10 kilometer air terbuka pria
Pada Olimpiade 2016, Burnell didiskualifikasi untuk dua kartu kuning karena kontak yang tidak perlu dengan perenang lain, setelah awalnya muncul untuk menyelesaikan kelima dalam foto finish dengan peraih medali perunggu Marc-Antoine Olivier dan Zu Lijun. Kartu kuning kedua datang dekat dengan garis finish setelah perkelahian dengan juara bertahan Olimpiade, Oussama Mellouli, yang juga diberi kartu kuning tetapi akhirnya finis ke-12. Dalam sebuah wawancara yang marah setelah balapan, Burnell mengklaim bahwa Mellouli telah meraih kakinya dan itu mungkin telah menghentikannya dari kemenangan, dan mengatakan kartu pertama untuk kontak yang tidak perlu telah diberikan ketika tidak ada perenang lain di sekitar. Banding Burnell terhadap keputusan hakim tidak berhasil.