Hän edusti maansa elokuussa Rion olympialaisissa. Hän saapui Rioon ykkössijalla ja voitti kultamitalin voittamalla Intian P. V. Sindhun naisten yksittäisten finaalissa.
Pisteet ovat 19/21, 21/12 ja 21/15. Hän teki historiaa, kun hänestä tuli ensimmäinen ei-aasialainen, joka voitti olympialaisten badminton-naisten yksittäisten kultamitalin. Huelvan sisäareena on nimetty hänen kunniakseen, ja Marín itse osallistui avajaisiin.