In der nationalen Qualifikation kam der Olympiasieger von Peking in Rio de Janeiro über 50 Meter Freistil überraschend nur auf Platz drei (21,91 Sekunden). Vor ihm lagen Bruno Fratus (21,74) und Ítalo Manzine (21,82).

Der Weltrekordhalter über diese Distanz (20,91 Sekunden) und Goldmedaillengewinner 2008 in Peking weinte nach der herben Niederlage. Cielo betonte, dass schon das vergangene Jahr für ihn alles andere als normal verlaufen sei. Sein Olympia-Gold ist der bisher einzige brasilianische Olympiasieg im Schwimmen. 2012 in London holte Cielo über seine Paradestrecke 50 Meter Freistil Bronze. Er hält seit 2009 auch den Weltrekord über 100 Meter Freistil.