La primera nit de la porció de natació als Jocs Olímpics, va guanyar una medalla de plata com a part del releu d'estile lliure de 4 × 100 metres juntament amb Manuel, Dana Vollmer i Katie Ledecky en 3:31.89, que va ser un nou rècord americà. La seva divisió de 52.56 va ser la més ràpida entre el seu equip. També va nadar en les fases preliminares del releu de 4x100 metres i va rebre una medalla d'or quan l'equip va guanyar a la final. En els seus esdeveniments individuals, Weitzeil va acabar setena en els 100 metres d'estil lliure amb un temps de 53,30 i va perdre la qualificació per a la final dels 50 metres d'estil lliure
- No.