Nguyễn Thị Ánh Viên là nữ kình ngư đầu tiên của Đoàn thể thao Việt Nam 3 lần liên tiếp tham dự Olympic. Tại Tokyo 2020, kình ngư quê Cần Thơ nhận vé dự hai nội dung gồm 200 m tự do và 800 m tự do, đều dừng bước ở vòng loại.
Ở nội dung 200 m tự do, Ánh Viên cán đích với thời gian 2 phút 05 giây 28, xếp thứ 26 trong 29 vận động viên thi vòng loại. Tại phần thi 800 m, cô đạt thông số 9 phút 3 giây 56, xếp cuối trong số 30 vận động viên tranh tài. Thành tích của Ánh Viên tại Olympic Tokyo không tốt và kém xa thông số tốt nhất từng đạt được.
Sau khi thi đấu xong tại Olympic Tokyo, Ánh Viên cùng đoàn Việt Nam trở về nước và cách ly tại Hà Nội. Nữ kình ngư sinh năm 1996 đã trở lại TP.HCM sau thời gian cách ly.
Ánh Viên là tài năng bơi hiếm có của thể thao Việt Nam, khi đã giành tổng cộng 25 huy chương vàng tại các kỳ SEA Games. Ngoài ra, Ánh Viên còn giành một HCV 200 m hỗn hợp tại Olympic trẻ 2014, HCV 200 m hỗn hợp Đại hội Thể thao Quân sự Thế giới 2015, hay HCB 400 m hỗn hợp World Cup tại Moscow 2015.