Der Boxwettbewerb im Fliegengewicht der Frauen (bis 51 kg) bei den Olympischen Spielen 2016 in Rio de Janeiro wurde vom 12. bis zum 20. August 2016 in der Halle 6 des Riocentro ausgetragen.
Der Wettbewerb wurde im K.-o.-System ausgetragen. Begonnen wurde mit der 1. Runde, die 16 Startplätze umfasste. Es nahmen 12 Boxerinnen aus 12 Nationen teil, wodurch vier Athletinnen in der ersten Runde ein Freilos zugesprochen wurde. Die Gewinnerinnen kamen ins Achtelfinale, Viertelfinale und Halbfinale. Die Gewinnerinnen der Halbfinals kämpften um die Goldmedaille, beide Verliererinnen erhielten die Bronzemedaille.