La Jocurile Olimpice de vară din 2016, Murphy a câștigat medalia de aur în cursa de 100 și 200 de metri. Murphy a câștigat, de asemenea, o medalie de aur în relaia de 4 × 100 de metri
cu Michael Phelps, Nathan Adrian, şi Cody Miller, şi turnul său de ştafetă pe spate a bătut fostul record mondial al lui Aaron Peirsol stabilit în 2009.