Rio de Žaneire, Brazilijoje, 2016 m. Vasaros olimpinėse žaidynėse Belmonte laimėjo bronzinį medalį 400 metrų individualiniame varžybose
rugpjūčio 6 d. Jos bronzinis medalis buvo pirmasis Ispanijos medalis bet kurioje sporto šakoje 2016 m. Vasaros olimpinėse žaidynėse.