Í Ólympíuleikunum í Rio, hlaut Fraser-Pryce besta tímabilið á 10.88 sekúndur til að vinna hálfleikinn og hlaut sæti í úrslitakeppninni með Thompson. Hún var hins vegar í augljósri óþægindum eftir hálfleikinn, grét og hallaði af brautinni. Í 100 m úrslitakeppninni var hún fljót að byrja og barðist að markinu í besta tímabilinu 10.86 s og vann brons. Thompson vann þriðja gullverðlaun Jamaíka í röð á 100 m á ólympíuleikunum í 10,71 sekúndum en Tori Bowie vann silfurverðlaun í 10,83 sekúndum. Þótt hún hafi ekki náð að verja ólympíukórónuna sína, þá opinberaði Fraser-Pryce að hún hefði farið fram úr eigin væntingum og lýsti bronsverðlaunum sínum sem "stærsta sem hún hefur fengið". Að lokinni Ólympíuleikunum vann hún silfurverðlaun í 4 × 100 metra stafí kvenna.
Liđ í besta tímabiliđ í 41,36 sekúndur. Bandaríkin unnu sitt annað gull í röð í þessum mótinu á 41,01 sekúndum.