Đầu tiên phải nhắc đến kình ngư người Mỹ Michael Phelps, VĐV giàu thành tích nhất trong lịch sử Olympic. Phelps đã lên tiếng kết thúc sự nghiệp một lần sau Olympic London 2012, nơi anh hoàn thành bộ sưu tập huy chương kỷ lục 22 chiếc (tất cả đều là kỷ lục của mọi thời), trong đó có 18 HCV - gấp đôi số lượng của VĐV xếp thứ 2 trong danh sách những người giành nhiều huy chương Olympic nhất. Tuy nhiên, kình ngư 31 tuổi người Mỹ đã đổi ý và trở lại thi đấu. Nếu thành công, anh sẽ trở thành VĐV bơi lội lớn tuổi nhất giành một HCV Olympic (người nắm giữ kỷ lục hiện giờ là huyền thoại Duke Kahanamoku, giành HCV ở tuổi 30 tại Olympic Antwerp 1920) và là người đầu tiên trong lịch sử giành HCV Olympic cách nhau 12 năm.

Trở thành 1 trong 10 huyền thoại của Olympic, nhưng kình ngư Michael Phelps vẫn chưa được xem là người vĩ đại nhất đấu trường này. Vì vậy, Phelps quyết tâm giành chiến thắng ở các cự ly sở trường của mình tại Rio 2016 để tạo kỳ tích mới và khắc tên mình vào lịch sử. Phelps tham gia các cự ly 100m, 200m bướm nam, 200m hỗn hợp nam, 4x100m tiếp sức tự do nam, 4x200m tiếp sức tự do nam và 4x100m hỗn hợp. Đây là những nội dung thế mạnh của Phelps và anh đang là đương kim vô địch Olympic ở các cự ly này với 4 HCV, 2 HCB giành được tại Olympic London 2012. Từng tham dự 4 kỳ Olympic mùa hè và mang nhiều HCV về cho nước Mỹ nhưng phải đến kỳ Thế vận hội Rio 2016 này, Phelps mới được Liên đoàn bơi lội Mỹ chọn làm đội trưởng tuyển bơi Mỹ. Phelps cũng khẳng định Rio sẽ là kỳ Olympic cuối cùng của anh. 

Tại Thế vận hội lần này, sự chú ý cũng được dồn đến VĐV Usain Bolt. Tại Olympic Bắc Kinh 2008, Usain Bolt khiến cả thế giới kinh ngạc với 3 chiếc HCV ở các nội dung 100m, 200m và 4x100m tiếp sức. Bốn năm sau, tại Olympic London 2012, “tia chớp” tiếp tục lập cú hat - trick. VĐV điền kinh người Jamaica đang chuẩn bị cho kế hoạch giành HCV tại Rio 2016, sau khi vượt qua các vấn đề về chấn thương gân kheo thời gian trước. Anh đang rất nóng lòng được tranh tài, để bảo vệ tấm HCV tại Rio 2016, qua đó nâng cao thành tích 3 lần vô địch liên tiếp tại các kỳ Olympic, trở thành VĐV điền kinh chạy nước rút đầu tiên làm được điều này.

Đây cũng có thể là lần cuối cùng Usain Bolt tham gia giải đấu lớn nhất hành tinh tại Rio 2016, bởi các vấn đề về chấn thương và thể lực sẽ ngăn cản anh tiếp tục tranh tài ở kỳ Olympic sắp tới, tại Tokyo 2020. Huyền thoại người Jamaica cũng muốn lấy lại vị thế “người đàn ông chạy nhanh nhất hành tinh” để xua tan những hoài nghi về vấn đề chấn thương, lấy lại niềm tin yêu nơi người hâm mộ.

Olympic lần này cũng có thể là kỳ Thế vận hội cuối cùng của Serena Williams - tay vợt nữ số 1 thế giới hiện nay và là người đã có 4 HCV Olympic. Serena dự kiến sẽ giải nghệ sau khi bảo vệ tấm HCV đơn nữ ở kỳ Olympic này. Ở tuổi 34, Serena Williams vẫn cho thấy phong độ tốt của mình. Serena và người chị của mình Venus sẽ tham dự cả hai nội dung đôi nữ và dự báo sẽ giành HCV. Serena cũng được đánh giá là ứng cử viên số 1 cho tấm HCV đơn. 

Trong khi đó ở môn cầu lông, tay vợt Lin Dan (Trung Quốc) cũng rất đáng chú ý ở kỳ Thế vận hội này. Tay vợt người Trung Quốc chính là nhà vô địch Olympic đầu tiên bảo vệ thành công danh hiệu sau khi đánh bại tay vợt Lee Chong Wei (Malaysia) ở trận chung kết tại Olympic London 2012. Lin Dan đang quyết tâm một lần nữa bảo vệ tấm HCV Olympic của anh trước khi lui vào hậu trường.