Completa a seguinte frase: Nos Xogos Olímpicos de Verán de 2016, Sun gañou os 200 metros estilo libre cun tempo de 1:44.65, terminando 0.55 segundos por diante do subcampión Chad le Clos. Foi o primeiro gran título internacional de Sun neste evento, e converteuse no primeiro atleta chinés en gañar unha medalla de ouro neste evento. Gañou a medalla de prata nos 400 metros estilo libre cun tempo de 3:41.68, terminando 0.13 segundos por detrás de Mack Horton de Australia. Sun terminou 16o nas eliminatorias do
1500 metros estilo libre, marca en 15:01.97. Coa súa medalla de ouro nos 200 metros estilo libre e as súas medallas de ouro nos 400 e 1500 metros estilo libre dos Xogos Olímpicos de Verán de 2012, Sun converteuse no primeiro nadador da historia en gañar medallas de ouro olímpicas nos eventos de estilo libre de 200, 400 e 1500 metros.