펠프스는 8일(이하 한국 시간) 브라질 리우데자네이루 올림픽 수영경기장에서 열린 2016년 리우데자네이루 올림픽 수영 남자 계영 400m에서 미국 대표팀의 일원으로 나와 3분 9초 92를 기록하며 우승을 차지했다. 통산 23번째 올림픽 메달이자 19번째 금메달을 거머쥐었다.

미국은 결승에서 카엘렙 드레셀-펠프스-라이언 헬드-네이선 애드리언 순으로 역영을 펼쳤다. 드레셀이 첫 100m 구간을 2위로 마친 뒤 펠프스가 두 번째 영자로 나섰다. 펠프스는 자신이 맡은 100m를 47초 12에 끊으며 미국의 역전을 이끌었다. 이후 미국은 1위를 놓치지 않았다. 프랑스의 끈질긴 추격을 따돌린 4명의 미국 선수는 시상대 맨 위에 올라 손을 흔들었다.

2000년 시드니 올림픽부터 5회 연속 올림픽 출전이다. 펠프스는 2008년 베이징 올림픽에서 8개의 금메달을 차지했다. 올림픽 역사상 단일 대회에서 그보다 많은 금메달을 품에 안은 선수는 없다. 펠프스가 수확한 22개의 메달 가운데 금메달이 18개에 이른다. 은메달과 동메달을 각각 2개씩 챙겼다.

미국 수영계를 넘어 세계 남자 수영사에 한 획을 그은 선수로 평가 받는다. 전성 시절처럼 폭발적인 스트로크를 기대할 수는 없지만 리우 올림픽에서 종목을 불문하고 다관왕 가능성이 가장 큰 선수 가운데 한 명이다. 첫 경기서부터 금메달을 품에 안은 백전노장의 마지막 물살에 전 세계 스포츠 팬들의 관심이 쏠리고 있다.