Teatevõistluses teist vahetust ujunud Phelps tegi ameeriklaste jaoks vahe sisse, mida teised enam käest ei andnudki - ameeriklased jõudsid finišisse võidukalt ajaga 3.09,92. Lisaks Phelpsile kuulusid võidukasse tiimi Caeleb Dressel, Ryan Held ja Nathan Adrian.

Hõbemedali sai Prantsusmaa (3.10,53) ning pronksi Austraalia (3.11,37).

Oma viiendatel olümpiamängudel võistleva Phelpsi jaoks oli tegu karjääri 19. olümpiakulla ning 23. medaliga. Mõlemad näitajad on võimsalt kõigi aegade parimad.