Í 2016 keppti Burnell á Ólympíuleikunum í Rio, keppti í maraþon sundkeppninni, en keppnin hófst á Copacabana ströndinni. Í 10 kílómetra hlaupi karla á opnum vatni
Á Ólympíuleikunum 2016 var Burnell dæmdur úr keppni fyrir tvö gul spjöld fyrir óþarfa snertingu við aðra sundmenn, eftir að hafa í upphafi lýst sem fimmti í ljósmynd með Marc-Antoine Olivier og Zu Lijun. Annað gula spjaldið kom nálægt markinu eftir átök við hinn verandi Ólympíumeistara, Oussama Mellouli, sem fékk einnig gult spjald en endaði í tólfta sæti. Í reiðu viðtali eftir hlaupið fullyrti Burnell að Mellouli hefði gripið í fótinn á honum og að það hefði getað komið í veg fyrir að hann myndi vinna, og sagði að fyrsta kortið fyrir óþarfa snertingu hefði verið veitt þegar engir aðrir sundmenn voru í kring. Kæra Burnells gegn úrskurði dómaranna tókst ekki.