在2016年里约奥运会男子三米板跳水比赛的争夺中，曹缘压轴登场顶住压力，成功夺得冠军，取得金牌。英国选手劳格赫和德国选手豪斯汀分别获得银牌和铜牌。
北京时间8月17日凌晨，2016年里约奥运会跳水比赛在玛丽亚-伦克水上运动中心展开第九个比赛日的争夺，在男子3米板决赛中，孤军作战的中国选手曹缘压轴登场，他顶住压力，发挥出了比预赛和半决赛高出不少的水平，一路领先，以547.60分夺冠。在双人3米板中力压中国夺得金牌的英国选手劳格赫以523.85分获得银牌，德国选手豪斯汀以498.90分摘铜。
中国队派出2014年世界杯亚军曹缘和2015年世锦赛冠军何超出战男子3米板，结果何超在预赛中四跳出现失误，尤其第三跳更是几乎失败，仅得到27.75分，以总分380.35分排名第21位，惨遭淘汰；曹缘在预赛中相对发挥稳定，以总分498.70分位列榜首，晋级半决赛，半决赛中尽管他在第二跳出现较大失误，但仍凭借其他几轮的稳定发挥，以总分489.10分排名第1晋级决赛。卫冕冠军、俄罗斯名将扎克哈罗夫在半决赛中由于第四跳失败，得到0分，以总分345.60分排名垫底，无缘决赛。
决赛第一轮，曹缘选择的是难度系数3.4的407C（向内翻腾三周半抱膝），他走板不错，获得很高的起跳，入水也很垂直，只是在入水时，水花没有完全压死，得到85.00分排名第一；俄罗斯选手库兹涅佐夫和英国选手劳格赫以81.60分并列次席。
第二轮，曹缘选择了难度系数3.5的5337D（反身翻腾一周半转体三周半），他没有让半决赛一幕重演，他近乎完美地完成该动作，尤其水花效果非常好，得到了94.50分，以总分179.50分继续居首；劳格赫该轮得到91.00分，总分172.60分排名第2；库兹涅佐夫没有咬住，得到76.50分，以总分158.10分位列第3。
第三轮，曹缘选跳的动作是307C（反身翻腾三周半抱膝），难度系数3.5，他起跳很高，入水水花几乎完美，再次得到94.50分，以总分274.00分位列第1，开始拉开与对手的反差；劳格赫这轮也表现出色，得到了90.10分，以总分262.70分守住第2；乌克兰选手克瓦沙凭借着该轮82.25分，以232.70分反超至第3。
第四轮，曹缘选择的是难度系数3.6的207C（向后翻腾三周半抱膝），在半决赛中他这个动作也出现了小失误，但今天他除了起跳有些靠后外，其余环节都做得很好，得到90.00分，以364.00分独占鳌头；劳格赫这轮难度高达3.9的5156B（向前翻腾两周半转体三周屈体）发挥得并不好，仅得到76.05分，以338.75分仍居次席；克瓦沙以325.80分排在第3位。
关键的第五轮，曹缘选择了难度系数3.4的5154B（向前翻腾两周半转体两周屈体），这个动作他除了入水时腰有些松，没能完全控制好水花外，其他都发挥得很出色，得到了86.70分，总分450.70分守住头名；劳格赫这轮难度3.8的109C（向前翻腾四周半抱膝），较好地完成，得到了96.90分，以435.65分稳固住第2的位置；德国选手豪斯汀同样选跳109C，得到98.80分，以总分413.90分反超至第3。
最后一轮，曹缘选跳的是109C，这跳将决定金牌的最终归属，尽管有些紧张，但走板、起跳、空中翻腾、入水他都处理比较好，得到了96.90分，以总分547.60分夺冠，为中国队收复失地，在上一届奥运会中中国队未能守住该项目金牌，被俄罗斯选手扎克哈罗夫夺走。劳格赫这跳稳定地完成，得到88.20分，以总分523.85分获得银牌；豪斯汀这轮也发挥不错，得到了85.00分，以总分498.90分摘铜。