În august, ea şi-a reprezentat ţara la Jocurile Olimpice de la Rio. Ea a sosit la Rio ca numărul unu și a câștigat o medalie de aur învingând-o pe P. V. Sindhu din India în finala de singuri a femeilor.
cu un scor de 19<unk>21, 21<unk>12, 21<unk>15. Ea a făcut istorie devenind prima non-asiatică care a câștigat medalia de aur la badmintonul feminin la olimpiadă. O arenă închisă din Huelva este numită în onoarea ei, iar Marín însăși a participat la inaugurare.