ב-2016 אולימפיאדת הקיץ, צ'ן ולין זכו במדליית הזהב ב 10m סינכרון
עם ציון כולל של 496.98. הוא גם זכה במדליית הזהב בתחרות 10 מטר ברציף עם ציון של 585.30. הניצחון שלו מסמן את הפעם הראשונה שסין זכתה בזהב האולימפי במסלול 10 מטר לגברים מאז משחקי האולימפיאדה בקיץ 2004 באתונה. מאוחר יותר באותה שנה, FINA כינה את צ'ן כצלף הגבר של השנה.