Escriu una continuació per a aquest paràgraf - A Rio de Janeiro, Adrian va guanyar un total de quatre medalles. Va guanyar la seva primera medalla com a ancoratge per al releu d'estile lliure de 4 × 100 metres al costat de Caeleb Dressel, Michael Phelps i Ryan Held. Els nord-americans, amb Dressel i Held com a competidors olímpics per primera vegada, van acabar amb un temps de 3:09.92, seguits per França i Austràlia. L'última etapa d'Adrian va ser de 46.97 segons, el més ràpid del camp. En la seva primera prova individual, els 100 metres d'estil lliure
Adrian no va poder defensar el seu títol olímpic, quedant tercer darrere de Kyle Chalmers i Pieter Timmers en 47.85 segons. Adrian va guanyar una altra medalla de bronze als 50 metres d'estil lliure, amb un temps de 21,49 segons. Un altre americà, Anthony Ervin, va guanyar en 21.40 segons i el campió olímpic Florent Manadou va ocupar el segon lloc. Va culminar els seus Jocs Olímpics amb una altra medalla d'or en el releu de 4x100 metres el darrer dia de la competició, nadant al costat de Ryan Murphy, Cody Miller i Michael Phelps. Va ancorar el releu amb un temps de 46,74 per portar a casa l'or en 3:27,95, un nou rècord olímpic.