Viết tiếp cho đoạn này - Vào tháng 8, cô đại diện cho đất nước của mình tại Thế vận hội Rio. Cô đến Rio với tư cách là hạt giống số một và giành huy chương vàng bằng cách đánh bại P. V. Sindhu của Ấn Độ trong trận chung kết đơn nữ.
với điểm số 19<unk>21, 21<unk>12, 21<unk>15. Cô đã làm nên lịch sử bằng cách trở thành người không phải người châu Á đầu tiên giành huy chương vàng badminton Olympic nữ. Một đấu trường trong nhà ở Huelva được đặt tên theo danh dự của bà, với chính Marín tham dự lễ khánh thành.