2016年夏季奥林匹克运动会乌克兰代表团是乌克兰所派出的2016年夏季奥林匹克运动会代表团。这是乌克兰在后苏联时代第6次派代表参加夏季奥运会。
乌克兰有一名男运动员在2015年世界射箭锦标赛上进入八强，为该国争取到一个男子个人反曲弓奥运席位。之后该国又在2016年射箭世界杯上获得女子团体席位。
乌克兰田径队在以下项目上获得参赛资格（每个小项最多三名来自同一代表团的运动员参赛）：
2016年5月5日，世界羽毛球联合会公布了各项目的奥运排名，根据排名，乌克兰队有一名男选手和一名女选手获得资格。
乌克兰有五名拳击手获得奥运资格。由于曾在奥运拳击欧洲区预选赛上获得前两名的英国选手尼古拉·亚当斯在2016年世界女子拳击锦标赛上获得冠军，乌克兰有一名女选手递补获得奥运资格。
2016年6月16日，由于一名土耳其运动员被查出曾在伦敦奥运期间服用禁药，其资格被取消，土耳其选手递补获得资格。
之后，Mykola Butsenko在奥运拳击世界预选赛上获得了奥运资格，而该国另两位选手也在2016年APB和WSB奥运资格赛上取得参赛资格。
乌克兰在2016年欧洲皮划艇激流锦标赛上获得了女子单人K艇的参赛席位。
乌克兰在2015年世界皮划艇静水锦标赛上获得以下席位：
2016年6月17日，乌克兰队公布了皮划艇静水的具体参赛名单。
注：FA = 晋级A组决赛（争夺奖牌）；FB = 晋级B组决赛（非争夺奖牌）
根据2015年UCI欧洲巡回赛的表现以及UCI世界女子排名，乌克兰队在奥运公路自行车赛项目上获得以下席位。
乌克兰在2016年世界场地自行车锦标赛上仅获得女子凯林赛的奥运席位。
根据2016年5月25日的UCI山地自行车奥运排名，乌克兰获得两个女子越野自行车奥运席位。
乌克兰跳水运动员在2015年世界游泳锦标赛以及2016年跳水世界杯上为该国争取到以下参赛席位。
乌克兰在马术项目上获得一个盛装舞步个人和场地障碍团体的席位。
“TO”表示该选手只获得团体比赛资格；“#”表示该选手得分不计入团体总分。
乌克兰凭借其奥运排名直接获得男子团体重剑和女子团体佩剑的资格，同时，由于该国是女子团体重剑5-16名的队伍中排名最高的欧洲队伍，该国又获得了这个项目的资格。之后，该国有一名佩剑运动员在欧洲区预选赛上获得奥运资格。
2016年7月5日，乌克兰队公布了击剑项目的具体参赛名单。而之后，女子花剑运动员Olha Leleiko获分配到一个未使用名额，得以参加奥运。
乌克兰在竞技体操项目上获得男子团体和一个女子个人席位，这些席位均来自于奥运体操测试赛。
艺术体操方面，乌克兰在2015年世界艺术体操锦标赛上获得了个人和团体项目的奥运席位。
乌克兰在奥运体操测试赛上获得一个女子蹦床席位。
乌克兰共有7名柔道运动员获得奥运资格。其中六人凭借其奥运排名直接获得资格，而Quedjau Nhabali则是凭借欧洲排名获得奥运资格。该项目具体参赛名单于2016年6月1日公布。
乌克兰有三名运动员获得现代五项参赛资格。其中两名男运动员都是在2015年世界现代五项锦标赛上获得奥运资格，而另一名女运动员则是在欧洲锦标赛上获得参赛资格。
乌克兰在赛艇项目上获得男子和女子四人双桨两个奥运席位。具体参赛名单于2016年7月8日公布。
注：FA=A组决赛（争夺奖牌）；FB=B组决赛（非争夺奖牌）；FC=C组决赛（非争夺奖牌）；FD=D组决赛（非争夺奖牌）；FE=E组决赛（非争夺奖牌）；FF=F组决赛（非争夺奖牌）；SA/B=A/B组半决赛；SC/D=C/D组半决赛；SE/F=E/F组半决赛；QF=1/4决赛；R=复赛
乌克兰在帆船项目上获得以下资格：
M = 决赛；EL = 被淘汰
乌克兰在2014年和2015年世界射击锦标赛、2015年射击世界杯、欧洲锦标赛上获得以下奥运席位：
注：Q = 晋级下一轮；q = 晋级铜牌赛（飞靶）
乌克兰在游泳项目上获得以下资格（每个代表团在每个项目最多派2名达到A标或者1名达到B标的运动员参赛）：
乌克兰队在奥运花样游泳测试赛上获得团体项目的参赛资格，同时直接获得双人项目的参赛资格，这也是乌克兰花样游泳队首次派出最大阵容参加奥运。
乌克兰有两人参加奥运乒乓球比赛。2015年欧洲运动会铜牌得主寇磊在奥运乒乓球欧洲预选赛上取得奥运资格。
Tetyana Bilenko由于在奥运排名中位列前22位，自动获得女子单打资格。Margaryta Pesotska原本也获得一个未使用席位，但由于她后来受伤，不得不放弃参加奥运。
乌克兰共有7名网球运动员获奥运资格。其中有两名男选手和一名女选手凭借世界排名直接获得资格。另一名男选手则获得了一个未使用席位，得以参加奥运。与此同时，该国亦获得了一个男双和两个女双席位。
乌克兰共有两名铁人三项运动员获得奥运资格。女选手Yuliya Yelistratova在2016年5月15日公布的奥运排名中位列前40名，直接获得奥运资格，而另一名男选手则获得了一个未分配席位，得以参加奥运。
根据选手在2014年和2015年世界举重锦标赛的表现，乌克兰举重队共获得四个男子和四个女子席位。
乌克兰共有11名摔跤运动员获得奥运资格。其中5人因为在2015年世界摔跤锦标赛上进入前6名，直接取得奥运资格，另外三人则在奥运摔跤欧洲区预选赛上进入决赛。之后，又有三人在世界预选赛2上获得奥运资格。
2016年5月11日，国际摔跤总会取消了两名乌克兰摔跤选手的奥运资格，因为他们被查出在预选赛期间服用禁药，不过两个月后，由于国际奥委会和世界反兴奋剂机构发布关于米屈肼的指导方针，国际摔跤总会又恢复了这两名选手的资格。
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