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2016年3月6日，第53届世界乒乓球锦标赛团体赛，丁宁获得女团金牌，

中国队第20次获得冠军。8月11日，里约[[奥运会]]乒乓球女子单打决赛，经过7局苦战后，丁宁4-3击败[[李晓霞]]，首次夺得奥运女单冠军，也成为了乒乓球历史上又一位大满贯选手。8月17日，里约奥运会乒乓球女团决赛，丁宁和队友（李晓霞、[[刘诗雯]]）3-0横扫德国强势夺冠，实现中国乒乓球在奥运会女子团体赛的3连冠。 8月22日，丁宁担任中国代表团里约奥运会闭幕式旗手。 同年8月，被授予全国五一劳动奖章。 9月14日，获得了首都劳动奖章。12月15日，获得2016CCTV体坛风云人物年度最佳女运动员提名奖。