五輪初出場の太田。1回戦で前回ロンドン五輪の金メダリストに勝利すると、その後も世界選手権のメダリスト、ロンドン五輪の銀メダリストなど強豪を次々に撃破。世界を驚かせる快進撃で決勝に駒を進めた。
決勝では2015年の世界選手権覇者、キューバのイスマエル・ボレロモリナと対戦した。太田は第1ピリオド2分12秒にペナルティを取られ、不利な体勢からの再開を指示される。グラウンドでバックについたボレロモリナは力で太田の身体を引っこ抜き投げを打つ。一気に6点を奪われた太田は取り返そうとするが、第2ピリオドでさらに2点を追加されテクニカルフォール負けを喫した。
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— 国際オリンピック委員会（IOC） (@gorin)2016年8月14日
初出場の五輪で銀メダルを獲得した太田だが、試合直後は「悔しいです。金しか狙ってなかったので、もう1回日本に帰ってしっかり練習します」と4年後のリベンジを誓った。
太田の銀メダル獲得には、「レスリングも出だしから、好調のようですね」「負けてしまいましが素晴らしい試合でした！インタビューがこれまたグッとくる…東京五輪では必ずや金メダル」「銀が決まった瞬間悔しくて大泣き。どれだけ努力してきたか分かるね」「上には上がいたけどまだ若い若い、東京では金メダルだ」などの声が寄せられている。
男子レスリングは不参加だったモスクワ五輪を除き、参加した16大会連続でメダルを獲得した。
