Team Kina vandt 40 guldmedaljer i Paris, hvilket var på niveau med USA, og det var deres bedste præstation ved et oversøisk OL. Men det haltede efter sin geopolitiske rival i det samlede medaljeantal.
Nogle fans erklærede, at Kina var de sande vindere, hvis medaljer vundet af den kinesiske særlige administrative region Hongkong og det selvstyrende Taiwan blev medregnet.
"Vi er nummer et ud af suveræne lande", lød en kommentar med mere end 1.300 likes på den sociale medieplatform X-like Weibo.
Mange lignende indlæg indeholdt billeder af en justeret medaljetabel, hvor medaljer vundet af Hongkong og Taiwan var føjet til den kinesiske total.
Hongkong konkurrerer separat fra fastlandet, mens Taiwan, som Kina gør krav på som sit territorium, deltager som Kinesisk Taipei.
Kina slog sidst USA i antallet af guldmedaljer ved legene i Beijing i 2008.
Det statslige medie Beijing Daily kædede Kinas olympiske succes sammen med en bredere national udvikling.
Kina har tidligere ønsket guldmedaljer for at "bevise over for verden, at 'vi kan gøre det'", men dets atleter har nu "selvtillid og styrke", hvilket det tilskriver "de to mirakler i Kinas hurtige udvikling og langsigtede sociale stabilitet".
'Ondsindede provokationer'
Et hashtag relateret til Kinas historiske medaljeantal havde tirsdag fået 920 millioner visninger.
Det statslige nyhedsbureau Xinhua bragte mandag en artikel, som roste Kinas atleter for at "sprede venskab og få venner".
Men det roste dem også for at have modstået "ondsindede provokationer", en henvisning til den dopingkontrovers, der opslugte landets svømmere før legene.
Svømmeholdet "brugte i stedet sin styrke til at 'slå ned' på de udenlandske mediers vedvarende bagvaskelse".
"Når de møder ondskab, tør de slå igen; når de møder venlighed, vil kinesiske atleter gengælde det", sagde Xinhua.
New York Times rapporterede i april, at 23 svømmere var blevet testet positive for et forbudt stof før legene i Tokyo, og de amerikanske myndigheder beskyldte det globale antidopingagentur for at dække over det.
En internetbruger hævdede: "De dopede amerikanere kan stadig ikke slå os rene kinesere."
Flere andre populære kommentarer beskyldte det amerikanske hold for at snyde, påstande, der var knyttet til det kinesiske antidopingagenturs beskyldninger om "systemisk" dopingmisbrug.
Andre pegede på størrelsen af de amerikanske og kinesiske hold som bevis på, at Kina havde større succes.
USA tog næsten 600 atleter med til legene i Paris sammenlignet med omkring 400 fra Kina.
Den statstilknyttede nationalistiske tabloidavis Global Times skrev, at Kinas succeser "ikke bør ses isoleret".
"Dette skift er i sig selv en afspejling af en ustoppelig historisk tendens", skrev den.
Flere kommentarer, som fik tusindvis af likes, klagede også over, at den kinesiske bokser Yang Liu, som tabte kvindernes finale i 66 kg, havde fortjent guld.
Yang blev slået af algeriske Imane Khelif, som var i centrum for en strid om kønnenes berettigelse.
Sportsfans i Kina har ikke altid været så støttende, og myndighederne havde lovet at slå hårdt ned på online-misbrug rettet mod atleter.
Politiet i Beijing arresterede i sidste uge en kvinde for at have skrevet ærekrænkende kommentarer på nettet om atleter og trænere efter den kinesiske bordtennisfinale i damesingle.
Politiet i Guangzhou sagde også tirsdag, at de havde arresteret en 38-årig kvinde med efternavnet Wang, som havde skrevet fornærmende beskeder om det kinesiske hold siden maj.