北京时间8月7日，2016年里约奥运会射击赛事在奥运射击中心进入第二比赛日争夺。在女子10米气手枪决赛中，首次参加奥运会的张梦雪以199.4环的总成绩创造决赛奥运会纪录，个人首次在国际大赛中夺得金牌，也是中国体育代表团在里约奥运会的首枚金牌。与此同时帮助中国射击队连续三届包揽了该项目的奥运金牌。2000年悉尼奥运会，中国代表团也是首日没有金牌入账，最后是由陶璐娜在女子10米气手枪项目上夺冠射落首金，16年后张梦雪复制成功！决赛成绩以小数环值计分，即单发最好成绩为10.9环。包含两组150秒的3发记分射。这2组完成之后，每位决赛选手发射14发50秒的单发记分射。从第8发开始淘汰，然后每2发淘汰1名决赛选手，直到最终决出金牌和银牌的获得者。在不需要加赛情况下，争夺冠亚军的两位选手决赛总共射击20发。

　　两届奥运会冠军郭文珺止步资格赛最终仅获得第30名，实际上2004年雅典奥运会冠军、上届奥运会铜牌得主乌克兰名将克斯特耶维奇成绩与郭文珺一样都是378环也被挡在决赛之外；倒是首次参加奥运会的张梦雪挺进最后决赛。决赛的8位选手中除俄罗斯占据两席外，其余6人都是来自不同的国家和地区代表团，其中5人是90后选手，这就包括张梦雪。决赛中，张梦雪在D（即第4）靶位。

　　在基础击发第一组3发子弹过后，张梦雪仅打出28.2环（9.6环、9.3环、9.3环）暂时排名第七，与暂居首位的36岁西班牙老将弗兰克特就有2环的差距。第二组3发子弹击发过后，张梦雪状态有所提升，以58.5环（9.1环、10.8环、10.4环）排名升至第五，与排名首位的弗兰克特差距缩小到了1.3环。

　　随后两发进入淘汰赛轮，张梦雪找到正确节奏分别打出10.2环和10.3环，8发过后张梦雪已经将成绩提升至79环，与希腊选手克拉卡奇并列居首，俄罗斯选手科尔舒诺娃在本轮被淘汰获得里约奥运会该项目第八名。