Skriv en fortsættelse til dette afsnit - Peaty deltog kun i 100 meter bryststrøg i de individuelle arrangementer, da 50 meter bryststrøg ikke var en olympisk svømmebegivenhed ved Sommer-OL 2016 i Rio de Janeiro. I løbet slog Peaty sin egen verdensrekord med en tid på 57,55 sekunder. Han vandt derefter sin semifinal og vandt finalen, hvor han slog den nye verdensrekord, som han selv havde sat i heaterne, og vandt Team GB's første guldmedalje i OL i 2016 den 7. august 2016, og vandt med en tid på 57,13 sekunder. Han vandt endnu en sølvmedalje i 4 × 100 meter medley-stafetten
Med Walker-Hebborn, Guy og Scott.