ב-2016 באולימפיאדת הקיץ, מרפי זכה במדליות זהב במירוץ הגב ב-100 ו-200 מטר. מרפי גם זכה במדליית זהב במרוץ 4×100 מטר
עם מייקל פלפס, נתן אדריאן, וקודי מילר, והסבב ההסקה שלו על הגב שבר את שיא העולם הקודם של אהרון פיירסול שהוקם ב-2009.