Si Michael Phelps a décroché un mondial à Shanghai, Ryan Lochte remporta cinq titres mondiaux (200 m dos, 200 m brasse, 200 m 4 nages, 400 m 4 nages et 4 × 200 m nage libre) et battit son record du monde du 200 m 4 nages en 1 min 54 s 00. Autre record du monde à tomber, celui de Grant Hackett sur 1 500 m, le plus ancien record chez les hommes (2001), qui a été battu par Sun Yang en 14 min 34 s 14. Chez les femmes, l'Italienne Federica Pellegrini confirme sa suprématie sur le 200 m et 400 m nage libre tout comme l'Américaine Rebecca Soni sur les épreuves de brasse. Par ailleurs, évènement rare, deux épreuves ont connu des champions ex æquo ; il s'agit du 100 m nage libre dames et du 100 m dos messieurs.Avec dix médailles (six à Melbourne en 2007 et à Rome en 2009), l'équipe de France a largement dépassé à Shanghai son record de médailles en Mondiaux et confirme à cet égard son récent record européen de 2010 avec 21 médailles glanées. Comme en 2007 et 2009, les États-Unis terminent à la première place du tableau des médailles, bien aidés par leurs titres en relais, alors que la Russie et surtout l'Allemagne ont dégringolé. Enfin, le Brésil confirme son ascension, bien aidée par César Cielo, doublement titré.