El 20 de agosto de 2016 Miriam Casillas se disponía a competir en su primera prueba olímpica en los Juegos Olímpicos de Río de Janeiro, en las instalaciones del Fuerte de Copacabana. La triatleta pacense cruzó la meta en 43ª posición, siendo la única española que terminó la prueba olímpica.
La extremeña terminó la prueba con un tiempo de 2:05:32, terminando la prueba a 9:16 de la campeona olímpica, la norteamericana Gwen Jorgensen (1:56:16). El podio lo completaron la suiza Nicola Spirig (1:56:56) que se llevó la medalla de plata y la británica Vicky Holland (1:57:01) el bronce.
Las otras triatletas españolas, Ainhoa Murua y Carolina Routier, no pudieron terminar la prueba por problemas físicos y mecánicos, respectivamente.
La exitosa participación de Casillas en los JJOO sigue siendo uno de los principales logros del deporte olímpico extremeño.