Napíšeš pokračování tohoto odstavce - Na Letních olympijských hrách 2016 vyhrála Sun zlatou medaili v běhu na 200 metrů volným stylem a stříbrnou medaili v běhu na 400 metrů volným stylem. Tím, že vyhrál 200 metrů volného stylu, se stal prvním plavcem v historii, který vyhrál olympijskou zlatou medaili ve 200, 400 a 1500 metrů volného stylu. Na mistrovství světa v roce 2017 získal svůj první světový titul ve volném stylu na 200 metrů a stanovil nový asijský rekord. V roce 2018 vyhrála Sun zlaté medaile ve všech freestyle soutěžích (200, 400, 800 a 1500 metrů) na Asijských hrách.
, stejně jako stříbrné medaile ve dvou štafetových disciplínách. V roce 2019 úspěšně obhájil své tituly v soutěžích na 200 a 400 metrů volným stylem na mistrovství světa. Vyhrál svůj čtvrtý titul v řadě ve volném stylu na 400 metrů, jako první a jediný plavec, který to dokázal. Od roku 2021 zůstává světový rekord Sun Yang na 1500 metrů jediným světovým rekordem v individuálním volném stylu pro muže, který byl dosažen bez použití high-tech plavek, které kontroverzně dominovaly v plaveckých vítězstvích a záznamech v sezóně 2008-09.