尽管日本女乒在团体决赛中0-3不敌中国队，但作为主将的伊藤美诚收获一枚银牌后，在东京奥运会上集齐金牌银牌和铜牌。一届奥运出战三项全部拿到奖牌，且奖牌成色不重样，伊藤美诚也创下一项纪录。
混双赛场获得日本首枚乒乓球金牌，女单赛场夺取日本首枚奖牌，团体赛与两位队友一起，伊藤美诚虽然在强大的国乒面前无法上演包揽三金的奇迹，但三个项目先后拿到金牌、铜牌和银牌，两个单项均创造历史，伊藤美诚这第二次奥运之旅，对她而言已经堪称完美。
此前水谷隼搭档伊藤美诚在混双赛场击败许昕/刘诗雯笑到最后，夺得日本奥运乒乓历史上的首枚金牌。据此，日本媒体盛赞水谷隼，称他是拿过奥运会拿遍三个项目金银铜牌的亚洲第一人。里约奥运，水谷隼获得男团亚军和男单季军，如今加上混双的金牌，拿便三个项目的奖牌的确是个事实，但很明显国乒是不可能看的上银牌和铜牌的，水谷隼恐怕也不好意思与所谓的亚洲第一人搭上关系。
不过相比自己的混双搭档，伊藤美诚还是创造了更厉害的乒乓历史。水谷隼的三枚奖牌，是在两届奥运上所获，当然伊藤美诚上届也是日本女乒团体成员之一，随日本队获得团体铜牌，但当时的她只不过是福原爱和石川佳纯身边的小妹妹，但东京奥运会上她已经是日本女乒挑大梁式的人物。
伊藤美诚是日本乒乓球本届奥运会唯一身兼三项的选手，结果三项比赛全部登上领奖台。混双赛场，伊藤美诚与水谷隼配对一路杀到最后，决赛4-3逆转许昕/刘诗雯，拿到日本首枚乒乓球奥运金牌。女单项目，伊藤美诚打进四强后0-4不敌孙颖莎，不过季军战4-1击败新加坡的于梦雨获得铜牌，这也是日本女单历史上第一次获得奥运奖牌。
团体方面，伊藤美诚与石川佳纯、平野美宇一起，带领日本队以三场不丢一局的强势表现，杀进最终的决赛，锁定日本女团连续三届奥运拿到奖牌。决赛面对中国队，伊藤美诚未能在孙颖莎身上抢到一分，日本队也以0-3不敌中国队，但伊藤美诚还是有所收获。
虽然冲击女团冠军未果，但伊藤美诚混双夺金，女单摘铜，女团得银，一届奥运参加三项，全部登上领奖台，也创造了奥运乒乓球的历史。此前奥运乒乓球只设立四枚金牌，男女各两枚，因此一位运动员最多只能拿到两枚奖牌，而东京奥运第一次设立混双项目，伊藤美诚就成为仅有的单届三枚奖牌得主，抓住创造历史的机会。
再加上首次奥运之旅在里约拿下团体铜牌，伊藤美诚的奥运奖牌总是数字已经达到四枚。历史上中国队外，国外选手只有韩国的刘南奎拿到过四枚奖牌，而就女选手而言，伊藤美诚已经是仅次于国乒的存在，就这点来看她已经相当出色。
