Na Letnich Igrzyskach Olimpijskich 2016 Chen i Lin zdobyli złoty medal w synchronicznej bieganiu na 10 metrów.
Wydarzenie zakończyło się wynikiem 496,98. Zdobył również złoty medal w zawodzie platformy na 10 metrów z wynikiem 585,30. Jego zwycięstwo oznacza, że Chiny po raz pierwszy zdobyły złoto olimpijskie w męskiej platformie na 10 metrów od Letnich Igrzysk Olimpijskich w Atenach w 2004 roku. W tym samym roku FINA ogłosiła Chena najlepszym nurkiem roku.