Den 2. august 2021 slog hun sig sammen med Bao Shanju og formåede at forsvare sin olympiske mester i kvinders holdsprint ved Sommer-OL 2020 i Tokyo, og blev dermed den første kinesiske cykelrytter til at vinde to olympiske guldmedaljer. I løbet af den første runde satte hun og Bao den nye verdensrekord på 31.804 sekunder. Da Zhong og hendes partner Bao blev tildelt medaljer ved ceremonien, blev de set på toppen af podiet med "Mao Zedong pin-badges" fastgjort på deres holds sportsjakker, der hentyder til symbolsk patriotisme, men ifølge Graham Dunbar og Joe McDonald hos Associated Press kan denne symbolik være i strid med den olympiske charters regel 50 (som forbyder politiske udtalelser på podiet), og at denne "hændelse skete en dag efter, at sølvmedaljevinder Raven Saunders (stående under guldmedaljevinder Gong Lijiao fra Kina) krydsede håndledene på hendes hævede arme på podiet", hvilket Dunbar og McDonald yderligere antydede, at det kan have været "et svar på (Gong / Saunders) kvinders skud-put.
medaljeceremoni".