En grand bassin, l'Américain est le nageur le plus médaillé de l'histoire (trente trois médailles) devant son coéquipier de relais Ryan Lochte (dix-neuf médailles). Pour les médailles d'or, Phelps est le nageur le plus titré devant Lochte, vingt six titres contre douze titres pour son compatriote. Phelps détient également le record du nombre de médailles d'or remportées en un seul championnat soit sept médailles en 2007 à Melbourne contre six à Ian Thorpe en 2001 à Fukuoka.