Na letních olympijských hrách v roce 2016 získali Chen a Lin zlatou medaili v synchronizovaném běhu na 10 metrů.
Celková skóre byla 496,98. Získal také zlatou medaili v soutěži na 10m platformě s výsledkem 585,30. Jeho vítězství znamená, že Čína poprvé od letních olympijských her v Aténách v roce 2004 získala olympijské zlato v mužské desítce. Později téhož roku FINA jmenovala Chena Mužským potápěčem roku.