W Rio de Janeiro, Brazylia na Letnich Igrzyskach Olimpijskich 2016 Belmonte zdobył brązowy medal w indywidualnej sprintie 400 metrów
6 sierpnia. Jej brązowy medal był pierwszym medalem dla Hiszpanii w jakimkolwiek sporcie na Letnich Igrzyskach Olimpijskich 2016 roku.