Trong ngày thi đấu đầu tiên của giải bơi vô địch các nhóm tuổi quốc gia 2016, Phương Trâm mang về cho đoàn Thành phố Hồ Chí Minh 4 tấm huy chương vàng, phá vỡ kỷ lục của Nguyễn Thị Ánh Viên lập vào trước đó.
Ở ngày thi đấu thứ 2 sáng 27/5, Phương Trâm tiếp tục giúp đoàn Thành phố Hồ Chí Minh thống trị trên bảng tổng sắp huy chương khi cô giành thêm 4 huy chương vàng ở cả 4 nội dung đăng ký ở lứa tuổi 14–15. Đáng nhớ nhất là ở nội dung 200m bơi tự do, Phương Trâm đã xác lập kỷ lục lứa tuổi mới của mình với thành tích 2 phút 06 giây 88, kỷ lục cũ là 2 phút 07 giây 64 do chính cô lập ra.
Ngoài huy chương vàng và phá kỷ lục lứa tuổi 200m tự do, Phương Trâm còn đem về cho Thành phố Hồ Chí mInh 3 huy chương Vàng ở các nội dung 50m bơi bướm, 200m bơi ngửa và 4 x 100m hỗn hợp đồng đội nữ. Một thành tích ấn tượng tương tự những gì đàn chị Nguyễn Thị Kim Tuyến hay đàn anh Trần Duy Khôi đã làm được cho bơi lội Thành phố Hồ Chí Minh những giải đấu trước.
Phương Trâm đã có 8 huy chương vàng sau 2 ngày thi đấu nhưng quan trọng hơn là ở tuổi 14, Phương Trâm đã xô đổ hàng loạt kỷ lục để xứng đáng là niềm hy vọng của bơi Việt Nam cùng với đàn chị Nguyễn Thị Ánh Viên. Thành tích này còn chưa dừng lại khi giải đấu còn tiếp diễn đến ngày 29/5./.