Escribe unha continuación para este parágrafo - Bromell chegou a Río para os Xogos Olímpicos, e participou no Desfile das Nacións o 5 de agosto de 2016. Oito días despois, o 13 de agosto de 2016, competiu nos seus 100 metros, onde terminou segundo con 10,13 segundos, por detrás de Ben Youssef Meite da Costa de Marfil. O día seguinte, como no ano anterior, Bromell foi sorteado na mesma semifinal que Andre De Grasse e Usain Bolt, e terminou terceiro unha vez máis por detrás dos dous. Bromell superou a Chijindu Ujah de Gran Bretaña por 2 milisegundos para tomar o último lugar de clasificación para a final, en 10.01 segundos. Menos de dúas horas despois, Bromell correu na final, terminando oitavo en 10.06. Bromell descansou para a final de 4 × 100 m
, onde cambiaría de lugar con Michael Rodgers para correr a perna de áncora en vez de primeira. Na final, Bromell loitou por manterse ao día co presentador xaponés Asuka Cambridge, e mergullouse na liña para rematar terceiro só 2 centésimas detrás del, pero 2 centésimas por diante do presentador canadense Andre De Grasse. Bromell caeu ao chan con dor agonizante despois do seu mergullo, e Rodgers axudouno a levantarse mentres o equipo médico o axudaba a saír da pista. Mentres o seu equipo celebraba a súa medalla de bronce, un escáner revelou que Bromell tiña rasgado o seu Aquiles unha vez máis. Máis decepción chegou cando se revelou que un primeiro intercambio inadecuado resultou nunha descalificación, polo tanto, despoxando a Bromell e aos seus mesmos compañeiros de equipo de Pequín da súa medalla unha vez máis.