Dia finis pertama di nomor 200 meter gaya kupu-kupu, 200 meter gaya ganti perseorangan, 4x100 meter dan 4x200 meter gaya bebas, serta 4x100 meter gaya ganti.
Medali emas ke-23 Phelps, yaitu dari nomor 4x100 meter gaya ganti, didapatkan pada tanggal 13 Agustus 2016.
Bersamaan dengan kesuksesan itu, kariernya pun resmi berakhir.
Selain 23 medali emas Olimpiade, Phelps juga mengoleksi total 27 medali emas dari ajang Kejuaraan Dunia Renang.
"Anda tidak tahu seberapa sulitnya bagi seseorang untuk memenangi medali emas Olimpiade," kata pelatih Phelps, Bob Bowman, seperti dikutip dari NYTimes.
"Saya tahu Michael melakukan hal itu berkali-kali, jadi sangat sulit untuk menempatkannya dalam perspektif."