Scrivi una continuazione per questo paragrafo - Ai Giochi Olimpici del 2016 a Rio de Janeiro, in Brasile, DiRado ha vinto quattro medaglie <unk> due d'oro, una d'argento e una di bronzo. La prima notte di competizione, DiRado è arrivato secondo nel medley individuale dei 400 metri.
in 4:31.15 dietro Katinka Hosszú, che ha battuto il record mondiale. Ha anche vinto una medaglia di bronzo nel medley individuale dei 200 metri con un tempo personale di 2:08.79, dietro a Hosszú e Siobhan-Marie O'Connor che hanno vinto rispettivamente l'oro e l'argento. Anche se non ha nuotato i 200 metri freestyle alle prove, DiRado è stata inserita nella linea di staffetta finale per la staffetta 4 × 200 metri freestyle dagli allenatori. Insieme a Allison Schmitt, Leah Smith e Katie Ledecky, DiRado ha vinto la sua prima medaglia d'oro alle Olimpiadi. Nel suo ultimo evento, il 200 metri a schiena, DiRado ha di nuovo affrontato Hosszú, che era favorita per vincere l'evento. Hosszú ha guidato per l'intera gara fino a quando DiRado è salito negli ultimi 25 metri e ha toccato Hosszú da 6 un centesimo, 2:05.99 a 2:06.05, per la vittoria.