8月19日，里约奥运会羽毛球男子单打半决赛中，林丹以1：2负于李宗伟，未能进入决赛，无缘该项目奥运三连冠。8月20日，里约奥运会羽毛球男单铜牌争夺战，林丹1-2不敌阿塞尔森，三局比分分别是21-110-217-21，林丹。
2008年以2：0，2012年以2：1成绩战胜李宗伟获得最后的冠军。在北京奥运会中，林丹是本土最受欢迎的运动员之一。他的夺金之路从第二轮（32强）2：0轻松拿下香港选手吴蔚开始；随后又在第三轮（16强）中以2：0淘汰韩国名将。
2012年伦敦奥运会羽毛球男单决赛一共打了三局，林丹以2：1战胜李宗伟。三局详细比分是（林丹在前）：15-221-10和21-19。在先丢一局的情况下，林丹连扳两局，实现逆转。第一局：首局伊始双方就展开激战，比分交替上。
网友分享：首次获得马来西亚赛冠军，也结束了对阵李宗伟的三连败，终结东南亚赛事生涯无冠纪录。2017年8月28日，在羽毛球世界锦标赛男单决赛中，林丹以0：2不敌丹麦选手安赛龙，获得亚军，从而无缘该项赛事的六连冠。
2008年北京奥运会羽毛球男单决赛，林丹2比0战胜李宗伟(21-121-8)，获得冠军。北京时间2008年8月17日晚，在北京奥运会羽毛球的一场男子单打决赛中，中国一哥林丹迎战马来西亚名将李宗伟。最终，林丹直落两局，以21-1。
2012年伦敦奥运会男单决赛，是两人第二次在奥运赛场上交锋，这场比赛对双方都有着重大意义。最终林丹再次以2：1战胜了李宗伟，他也就此成为羽毛球奥运会历史上第一位卫冕男单冠军的选手。
共得42分，两局每局得21分。具体过程：首局林丹以21比12先声夺人。第二局初段两人争夺激烈，3平、4平、6平后石宇奇失误增多，林丹一口气连拿5分以11比6进入间歇。回到场上石宇奇在场上仍处于被动，场上局势被。
李娜在女单半决赛中也遗憾失利。中国羽毛球混双组合于洋、何汉斌在半决赛失利。2008年8月17日（奥运第九天），林丹在羽毛球男单决赛中战胜马来西亚选手李宗伟，夺得羽毛球男单冠军。羽毛球项目的比赛全部结束。
林丹3：2李宗伟 蝉联奥运会羽毛球男单冠军 。
…91次打进国际比赛男单决赛66次夺冠！37岁的他已经没有任何遗憾。他拥有一个伟大运动员所必备的一切特质，冷静，顽强，天生的大场面表现者，在媒体和球迷心中，他都称得上是羽毛球历史第一人！图 说到林丹，就不得不提。