Nguyễn Thị Thúy bước vào phần thi cử giật với sự tự tin lớn. Cô dễ dàng thành công ở mức tạ 82kg khởi đầu. Tuy nhiên ở 2 lần cử giật tiếp theo, cô đều thất bại ở mức tạ 85kg. Điều đó khiến đại diện Việt Nam bị đối thủ trực tiếp là Hidilyn Diaz bỏ xa tới 9kg. Mức tạ cao nhất mà nữ lực sĩ chủ nhà cử giật thành công là 91kg.
Trong phần thi cử đẩy, Nguyễn Thị Thúy đã thành công ở cả 3 mức tạ 105, 110 và 115kg. Tuy nhiên một lần nữa Hidilyn Diaz lại thi đấu quá xuất sắc với mức tạ cao nhất là 120kg để nâng mức tổng cử lên 211kg, giành chiếc HCV nội dung 55kg nữ. đại diện Việt Nam giành HCB với mức tổng cử 197kg. HCĐ thuộc về lực sĩ Indonesia, Juliana Klarisa.
Nguyễn Thị Thúy là VĐV thứ 6 đem về huy chương ở bộ môn cử tạ cho đoàn thể thao Việt Nam. Trong đó 2 chiếc HCV đến từ ngày thi đấu đầu tiên của Vương Thị Huyền hạng 45kg nữ và Lại Gia Thành hạng 55kg nam. 3 chiếc HCB còn lại thuộc về các đồng đội Thạch Kim Tuấn hạng 61 kg nam, Văn Công Quốc hạng 45 kg nam, và Vương Thanh Tùng hạng trên 65kg nam.