Ở nội dung cử giật, Hoàng Thị Duyên đã đăng ký mức tạ khởi điểm là 95 kg, tuy nhiên phải cần đến hai lần, cô mới vượt qua được mức tạ này do lần đầu tiên không được công nhận. Đến lượt đẩy thứ ba, Hoàng Thị Duyên quyết định nâng mức tạ lên 98 kg nhưng không thành công. Kết thúc phần thi cử giật, Hoàng Thị Duyên chỉ đạt mức tạ 95 kg, chia sẻ vị trí thứ 4 cùng với VĐV đến từ Armenia, Izabella Yaylyan và đứng sau ứng cử viên vô địch người Đài Bắc Trung Hoa Kuo Hssing Chun (103 kg) cùng hai VĐV của Pháp và Turkmenistan (đều 96 kg).
Ở phần thi cử đẩy, Hoàng Thị Duyên thử sức với mức tạ khởi điểm là 113 kg và cô đã thành công ở ngay lần cử đầu tiên. Để có thể tranh chấp huy chương, Hoàng Thị Duyên buộc phải nâng cao mức tạ ở lần cử thứ hai và thứ ba, tuy nhiên cô đã thất bại khi không thể đẩy được mức tạ 119 kg. Như vậy mức tổng cử của Hoàng Thị Duyên cho hai lần cử chỉ là 208 kg, đứng thứ 5 chung cuộc.
Hạng cân 59 kg nữ có 14 VĐV tham dự và được phân nhóm dựa trên tổng cử đăng ký của VĐV trong cuộc họp kỹ thuật trước khi thi đấu. Với việc đăng ký mức tổng cử là 208 kg, Hoàng Thị Duyên được xếp thi đấu ở nhóm A, gồm 9 VĐV. Nhà vô địch SEA Games 30 đã phải thi đấu với nhiều đối thủ mạnh, nên mặc dù thi đấu rất cố gắng nhưng Hoàng Thị Duyên đã không thể làm nên bất ngờ ở kỳ Olympic năm nay.
Ở nội dung này, Kuo Hssing Chun của Đài Bắc Trung Hoa đã giành HCV trong khi HCB và HCĐ lần lượt thuộc về các VĐV đến từ Turkmenistan và nước chủ nhà Nhật Bản. Đáng chú ý, Kuo Hssing Chun phá kỷ lục Olympic ở cả 3 hạng mục là cử giật (103 kg), cử đẩy (133 kg) và tổng cử (236 kg). Hiện đô cử nữ này cũng đang nắm giữ kỷ lục thế giới hạng cân này.
