रियो ओलंपिक की रजत पदक विजेता सिंधु ने इस्राइल की केन्सिया पोलिकारपोवा को 21-7, 21-10 से हराकर अपने टोक्यो अभियान की अच्छी शुरुआत की थी। ग्रुप जे के अपने दूसरे मुकाबले में सिंधु ने हांगकांग की च्युंग एनगान को 21-9, 21-16 से शिकस्त दी। उन्होंने दूसरे मैच में अपने प्रतिद्वंदी पर 36 मिनट में जीत दर्ज कर तीसरे दौर में पहुंचीं। तीसरे दौर (प्रीक्वार्टरफाइनल) में इस स्टार खिलाड़ी ने डेनमार्क की मिया ब्लिचफेल्ड को हराया। सिंधु ने मिया ब्लिचफेल्ट को सिर्फ 41 मिनट में 21-15, 21-13 से हराकर क्वार्टरफाइनल में प्रवेश किया था।
क्वार्टरफाइनल में सिंधु ने जापान की अकाने यामागुची को सीधे सेटों में 21-13, 22-20 से हराकर टोक्यो ओलंपिक की महिला एकल स्पर्धा के सेमीफाइनल में अपनी जगह बनाई थी। मगर सेमीफाइनल में उनका पदक जीतने का सपना टूट गया। इस मुकाबले में उन्हें चीनी ताइपे की ताई जु यिंग ने 21-18, 21-12 से शिकस्त देकर उनकी गोल्ड मेडल जीतने की उम्मीदों पर पानी फेर दिया। भले ही सिंधु सेमीफाइनल मुकाबले में चीनी ताइपे की खिलाड़ी ताई जु यिंग से हार गईं, लेकिन ब्रॉन्ज मेडल के मैच में उन्होंने अपनी लय दोबारा हासिल कर ली। उन्होंने अपनी प्रतिद्वंदी को सीधे सेटों में 21-13 और 21-15 से हराया। 53 मिनट तक चले इस मुकाबले में सिंधु शुरू से ही चीनी खिलाड़ी पर हावी रहीं।