Scrie o continuare pentru acest paragraf - În Rio de Janeiro, Adrian a câștigat un total de patru medalii. El a câștigat prima sa medalie ca ancoră pentru ștafeta de 4 × 100 de metri freestyle alături de Caeleb Dressel, Michael Phelps și Ryan Held. Americanii, cu Dressel și Held ca concurenți olimpici pentru prima dată, au terminat cu un timp de 3:09.92, urmate de Franța și Australia. Ultimul pas al lui Adrian a durat 46.97 secunde, cel mai rapid din teren. În primul său eveniment individual, la 100 de metri stil liber, Adrian nu a reușit să-și apere titlul olimpic, ajungând pe locul trei în spatele lui Kyle Chalmers și Pieter Timmers în 47,85 secunde. Adrian a câştigat o altă medalie de bronz la 50 de metri stil liber, terminând în 21,49 secunde. Un alt american, Anthony Ervin, a câștigat în 21,40 de secunde, iar campionul olimpic Florent Manadou a luat locul al doilea. Şi-a încheiat olimpiada cu o altă medalie de aur în relaia de 4x100 de metri.
în ultima zi a competiţiei, înotând alături de Ryan Murphy, Cody Miller şi Michael Phelps. El a ancorat ștafetă cu o împărțire 46.74 pentru a aduce acasă aurul în 3:27.95, un nou record olimpic.