Fuldfør følgende sætning: Oleksiak ville konkurrere for Canadas svømmehold ved OL i Rio 2016 i fem løb. Hendes konkurrence begyndte på dag et. I varmen af
100 m sommerfugl, slog hun den nationale rekord og verdens junior rekord med en tid på 56,73 på vej til semifinalen. Oleksiak forankrede også den sidste etape af kvindernes 4 × 100 m freestyle stafett hold med Taylor Ruck, Chantal van Landeghem, Sandrine Mainville og Michelle Williams med sidstnævnte kun svømmer i varmen. I slutrunden af stafetten holdt hun fast på tredjepladsen mod USA og Australien og vandt Canadas første olympiske medalje i kvinders freestyle-stafetten i 40 år. Efter løbet sagde den 16-årige: "Ingen havde virkelig forventet at Canada ville deltage i løbet, men nu hvor vi er her, vil folk blive overrasket over det vi gør".