北京时间8月15日，里约田径赛场双星闪耀，牙买加名将博尔特在男子百米飞人大战中依旧无敌，以9.81秒的成绩实现奥运三连冠。自北京奥运会至今，除2011年大邱世锦赛因抢跑意外出局，博尔特在男子100米世界大赛上保持全胜。苏炳添和谢震业未能如愿闯入决赛，但两人同时闯入半决赛的成绩已是历史突破。男子400米决赛，南非选手范尼凯克上演“第8道奇迹”，以43.03秒的成绩夺得冠军，并将美国选手迈克尔·约翰逊保持了17年之久的世界纪录提升了0.15秒。
在女子链球赛场，以第二名成绩晋级决赛的中国老将张文秀始终没有放弃对波兰选手沃丹尔兹克的追赶，并在第五投以76.75米的成绩创造个人今年最佳，但仍难敌实力强悍的波兰选手，收获一枚银牌。沃丹尔兹克以82.29米的成绩创造新的世界纪录并夺冠。
在女子三米板决赛中，中国跳水队获得里约奥运会第四金，实现该项目的奥运会八连冠。施廷懋五跳始终保持着动作极高的准确性和完成度，最终以406.05分夺冠。24岁的施廷懋是继郭晶晶和吴敏霞之后，又一位能在单届奥运会同时摘得两枚金牌的中国女将。何姿的表现稍有起伏，但总体正常，以387.90分获得亚军。
举重比赛进入收官阶段，在女子75公斤以上级的角逐中，中国选手孟苏平以307公斤的总成绩获得冠军。孟苏平的奥运资格可谓失而复得，顶替48公斤级侯志慧来到里约的她在比赛中十分紧张，甚至举杠铃时不知道双腿没有伸直。好在经过短暂的放松与调整，孟苏平顶住压力接连挺起175公斤和177公斤，尽管没能发挥出自己的最佳水平，但足以确保这枚金牌。至此，奥运会女子举重比赛全部结束，中国队共获得3枚金牌。
在RS：X级女子帆板比赛中，中国选手陈佩娜获得银牌。预赛轮结束后排在第三名的陈佩娜在当天的奖牌轮争夺中通过第一航标时处在第六位。面对不利形势，她奋起直追，第二和第三个航标均以第二名的成绩通过。综合预赛轮的排名和奖牌轮的成绩，法国队皮康笑到了最后，累积64分。陈佩娜以2分之差屈居亚军。