Completa la seguente frase: In seguito, Cielo è andato alle Olimpiadi estive del 2008 a Pechino, dove ha battuto il record americano nelle gare di 4×100 metri stile libero, con un tempo di 47,91 secondi. Anche se la squadra brasiliana fu squalificata, il record di Cielo fu permesso di rimanere. Nel
Nei 100 metri freestyle, Cielo si è qualificato per la finale, prendendo l'ottavo posto nelle classifiche, con un tempo di 48,07 secondi. Cielo ha eccelluto nella prima parte della prima semifinale, arrivando al secondo posto, con 22,62 secondi, ma finendo quinto. Nella finale, Cielo ha adottato una tattica diversa, girando terzo, più lento (22,74 secondi) rispetto alle semifinali, e risparmiando energia per il traguardo, che ha portato alla sua vittoria della medaglia di bronzo e alla rottura del record sudamericano con un tempo di 47,67 secondi (pareggiato con il nuotatore americano Jason Lezak). Alain Bernard vinse la medaglia d'oro e Eamon Sullivan l'argento. Poco dopo aver vinto la medaglia di bronzo, Cielo ha rilasciato una dichiarazione alla stampa brasiliana, affermando categoricamente: "Ora vincerò i 50 metri". Nell'evento di 50 metri stile libero, Cielo ha stabilito il record olimpico, che Alexander Popov aveva stabilito nelle Olimpiadi estive del 1992, durante le prove di prova (21,47 secondi, eguagliando il record americano di Garrett Weber-Gale) e nelle semifinali (21,34 secondi). Ha abbassato ulteriormente questo livello nelle finali, battendo nuovamente il record olimpico con un tempo di 21,30 secondi, vincendo la medaglia d'oro e mancando il record mondiale di 0,02 secondi. Con questo, è diventato il primo campione olimpico brasiliano di nuoto. Fino all'oro olimpico di Cielo, il miglior risultato di nuoto olimpico brasiliano era stato ottenuto da Ricardo Prado, che ha vinto la medaglia d'argento nel 400 metri individuale alle Olimpiadi estive del 1984, e in precedenza Gustavo Borges, che ha vinto la medaglia d'argento nei 100 metri freestyle alle Olimpiadi estive del 1992 e nei 200 metri freestyle alle Olimpiadi estive del 1996.