Rispetto all'edizione precedente il numero di squadre è stato ulteriormente aumentato da 10 a 12. Al torneo presero parte sette delle otto squadre che avevano raggiunto i quarti di finale del campionato mondiale 2007. Nella prima giornata della fase a gironi due delle tre favorite alla vittoria finale, Brasile e Germania, inserite nello stesso girone, si affrontarono e la sfida si concluse a reti inviolate, mentre in un altro girone la terza favorita, gli Stati Uniti, venne sconfitta dalla . Tutte e tre, però, arrivarono in semifinale, assieme al Giappone, che nei quarti aveva eliminato la , padrone di casa. In semifinale Brasile e Germania si sfidarono nuovamente, e le brasiliane ebbero la meglio per 4-1, vendicando la sconfitta in finale nel precedente campionato mondiale. L'altra semifinale vide le statunitensi avere la meglio sulle giapponesi. In finale, riedizione della finale di Atene 2004, gli Stati Uniti sconfissero il Brasile grazie alla rete di Carli Lloyd nel corso dei tempi supplementari, conquistando così la medaglia d'oro per la terza volta in quattro edizioni del torneo olimpico.