东京奥运会上，伊藤美诚搭档水谷隼，在乒乓球混双决赛中击败许昕/刘诗雯，拿到奥运会历史上首枚乒乓球混双金牌，爆出赛事大冷门。随后，女单半决赛中，伊藤美诚被孙颖莎4-0横扫;女团决赛中，她又1-3输给孙颖莎，但一届奥运会能够集齐金银铜牌，也挺让人刮目相看的。
伊藤美诚两次败给国乒后，都流着泪表示自己不甘心，先是女单0-4惨败后，她声称自己只发挥了不到三成的功力，她的教练也辩解孙颖莎不按套路出牌;到了女团决赛中再次输球后，伊藤美诚仍含泪声称自己不甘心。看得出，伊藤美诚虽然被孙颖莎双杀，其内心还是相当不服!
据日本NHK新闻网站报道，伊藤美诚在东京奥运会结束后，现身日本某赞助商企业，日本天才少女面对财团的支持信心倍增，她认为自己虽然在奥运会的女单和女团赛事上都输给了中国选手，但这也为她自己积累了更多经验，于是她表态将在世乒赛上挑战中国队:“在11月的世乒赛上希望能做更多事情，再次挑战中国选手，我希望在世乒赛上能击败很多中国选手，让全日本的观众一个惊喜。”
伊藤美诚这些年来虽然对阵国乒时屡败屡战，但几乎从来没有在嘴上认输过，这也是国乒对其不敢松懈的重要原因之一。接下来的世乒赛上，或许丁宁、刘诗雯以及朱雨玲这三位曾被其“一串三”的选手，都不会再露面了。
接下来，无论是陈梦、孙颖莎还是王曼昱，亦或是打不上主力的陈幸同等人，都具备横扫伊藤美诚的实力，或许，伊藤美诚想冲击奖牌，还是要在女双和混双上想办法了，当然咱们的实力也不容小觑，混双组合王楚钦/孙颖莎，女双孙颖莎/王曼昱，都具备夺冠的实力……