En els Jocs Olímpics d'estiu de 2016 a Rio de Janeiro, Hosszú va guanyar la medalla d'or i va batre el rècord mundial en la cursa individual de 400 metres
, va guanyar la medalla d'or i va trencar el rècord olímpic en els 200 metres individual, i va guanyar una tercera medalla d'or en els 100 metres a l'esquena. També va guanyar una medalla de plata als 200 metres dorsal darrere de l'americana Maya DiRado. Amb 3 medalles d'or i 1 de plata, Hosszú va guanyar més medalles en esdeveniments individuals que qualsevol altre nedador en els Jocs Olímpics d'estiu de 2016.