Skriv en fortsættelse til dette afsnit - Ved OL i Rio de Janeiro i 2016 bragte Felix sit samlede olympiske antal til ni medaljer: seks guldmedaljer og tre sølvmedaljer, hvilket bandt med den jamaicanske legende Merlene Otteys rekord for flest olympiske medaljer vundet af en kvindelig atleter, selv om det meste af Otteys medaljekollektion består af individuelle medaljer. Felix håb om at vinde den olympiske guldmedalje på 400 meter kom kort efter at hun tabte med 0,07 til Shaunae Miller fra Bahamas, der lavede et lovligt men kontroversielt dyk over mållinjen, da Felix hurtigt lukkede afstanden. Felix kom sig over den skuffende præstation og vandt to guldmedaljer med USA 4 × 100 meter
og 4 × 400 meter relay hold. 4 × 100-meter relay sejr trak megen kontrovers, da Team USA oprindeligt blev diskvalificeret i deres semifinal run efter Felix havde droppet batonen under overdragelsesforsøg til engelsk Gardner. Men genspilninger viste at den brasilianske sprinter i den nærliggende bane svingede sin arm og ved et uheld forhindrede Felix lige før overdragelsen, hvilket fik hende til at miste balancen. Efter at appellen blev accepteret, fik Team USA tildelt en solo run den følgende dag. Med en vellykket tidsprøve, Felix og hendes holdkammerater avancerede til finalen, hvor de vandt i 41,01 sekunder, den næsthurtigste 4 × 100 meter relay tid i historien.