北京時間8月17日上午，裡約奧運會女排1/4決賽打響，中國女排在先失一局的情況下，艱難的以3比2逆轉衛冕冠軍巴西，挺進四強。
本場比賽，女排面對東道主巴西，後者是2008年和2012年兩屆奧運會冠軍，此番本土作戰直指奧運三連冠。
開局階段，巴西氣勢如虹，中國女排的一傳完全被對手的發球破壞，一傳到位率只有可憐的25%。在沒有一傳做保證的情況下，朱婷被重點盯防，最終首局中國隊15比25慘敗。
郎平迅速調整陣容，主攻位置上用劉曉彤頂替了惠若琪，老二傳魏秋月出場換下丁霞。這一改變收到了奇效，在第二第三局的比賽中，劉曉彤發揮出色，多次重扣得手。在魏秋月的組織下，中國隊的進攻也有所起色，二號位的快攻數量明顯增加，分擔了主攻的進攻壓力。同時，中國隊的發球重點發到對方主攻娜塔莉亞手上，破壞了巴西隊的一傳，郎平出色的應變讓中國隊拿下兩局逆轉了比分。
第四局比賽雙方打的都非常謹慎，比分交替上升。在關鍵時刻，中國隊的串聯出現失誤，朱婷傳球的落點沒有接應的隊友，中國隊丟掉關鍵一分隨即輸掉第四局。
打到決勝局，雙方比分咬的很緊，巴西隊在巨大的壓力面前多次出現發球失誤，中國隊抓住機會以14比12拿到兩個賽點。隨著朱婷的重扣造成對手打手出界，中國隊把握住了第二個賽點，拿下了這場盪氣迴腸的比賽。
半決賽，中國隊將迎戰荷蘭，此前的小組賽，中國女排曾以2比3惜敗給對手。