Í ágúst var hún fulltrúi lands síns á Ólympíuleikunum í Rio. Hún kom til Rio sem númer eitt fræ og vann gullverðlaun með því að vinna P. V. Sindhu frá Indlandi í úrslitum kvenna einliðaleikja.
með einkunn 19<unk>21, 21<unk>12, 21<unk>15. Hún gerði sögu með því að verða fyrsti ekki-Asía til að vinna Ólympíuleikana badminton kvenna einleikur gullverðlaun. Innri leikvangur í Huelva er nefndur eftir henni, og Marín sjálf mætti í athöfninni.