2016 m. vasaros olimpinėse žaidynėse Murphy laimėjo auksinius medalius 100 ir 100 metrų lenktynėse.
- ir 200 metrų nugaros lenktynės. Murphy taip pat laimėjo aukso medalį 4 × 100 metrų medley štafete su Michael Phelps, Nathan Adrian, ir Cody Miller, ir jo backstroke štafeta ratas sulaužė Aaron Peirsol buvusio pasaulio rekordą, nustatytą 2009 m.