Wcześniej na tych zawodach w konkurencji 50 m stylem motylkowym zdobył srebrny, a na 200 m motylkiem brązowy medal.
W trakcie mistrzostw świata w rosyjskim Kazaniu zdobył brązowy medal w konkurencji 100 m motylkiem i w finale czasem 50,96 ustanowił nowy rekord Azji. Wcześniej, w eliminacjach i półfinale na tym dystansie poprawiał rekordy swojego kraju. Na 50 m tym samym stylem uplasował się na siódmym miejscu, uzyskując w finale czas 23,25 (rekord Azji). Na dystansie 200 m stylem motylkowym zajął dziesiąte miejsce z czasem 1:56,11.
W 2016 roku na igrzyskach olimpijskich w Rio de Janeiro wywalczył złoty medal w konkurencji 100 m stylem motylkowym i z czasem 50,39 ustanowił nowy rekord olimpijski i rekord Azji. Tym samym został pierwszym sportowcem z Singapuru, który zdobył złoty medal olimpijski. Schooling startował również na dystansie 100 m stylem dowolnym, w eliminacjach uzyskując czas 48,27 i poprawiając tym samym rekord Singapuru w tej konkurencji. W półfinale popłynął jednak wolniej o 0,43 s i nie zakwalifikował się do finału, ostatecznie plasując się na 16. miejscu.