2016. aasta suveolümpiamängudel võitsid Chen ja Lin kümne meetri võidusõidu kuldmedali.
Võistlusel oli 496,98 punkti. Ta võitis ka kuldmedali 10 meetri platvormivõistlusel skooriga 585,30. Tema võit tähistab esimest korda, kui Hiina võitis olümpia kulla meeste 10 meetri platvormi pärast 2004. aasta Ateena suveolümpiamänge. Hiljem sel aastal nimetas FINA Cheni aasta meessuusikuiks.