Einem Bericht der Londoner "Sunday Times" zufolge soll der 27-Jährige gemeinsam mit einem Sicherheitsmann am 4. September 2018 den Glasbehälter einer Doping-Probe mit einem Hammer zerstört haben. Sun hat das über seinen Anwalt dementieren lassen.
Es gibt allerdings unterschiedliche Medienberichte darüber, ob Sun selbst oder ein Sicherheitsmann die Blut-Probe unbrauchbar gemacht habe. Der Internationale Schwimm-Verband (FINA) soll den Sportler Anfang Jänner vom Betrugsverdacht freigesprochen haben. Chinas Verband bestreitet die Vorwürfe in einer Stellungnahme auf seiner Homepage. Die Doping-Probe sei damals unwirksam gewesen, und Sun Yang habe nicht gegen die Anti-Doping-Regeln verstoßen.
Die Welt-Anti-Doping-Agentur (WADA) prüft laut Medienberichten, ob sie gegen die am 3. Jänner gefällte FINA-Entscheidung vor den Internationalen Sportgerichtshof (CAS) zieht. Der Asiate wurde im Mai 2014 positiv auf das Stimulanz Trimetazidin getestet. Er wurde damals für drei Monate gesperrt, allerdings in der wettkampflosen Zeit. Der siebenfache Weltmeister Sun wurde über 400 und 1.500 m Kraul in London 2012 sowie über 200 m Kraul in Rio de Janeiro 2016 Olympiasieger.