自由泳环节时，菲尔普斯凭借冲刺拉大了与此前耗费过多体力的洛赫特和佩雷拉两人之间的差距，最终菲尔普斯以1分54秒66第一个到达终点，获得个人第22枚奥运金牌，并成为史上首位获得奥运四连冠的游泳运动员。与此同时，第一道的藤森太将、第六道的萩野公介以及第七道的汪顺也先后追赶上来，萩野以1分56秒61第二个到达终点，汪顺以1分57秒05获得第三名，藤森则以0.16秒的微弱差距与奖牌失之交臂。在比赛前半段和与菲尔普斯展开激烈竞争的洛赫特和佩雷拉最终分别获得第五名和第七名，同样没能获得奖牌。德国选手菲利普·海因茨以