Es fanden sechs Vorläufe statt. Die 16 schnellsten Schwimmerinnen aller Vorläufe qualifizierten sich für die beiden Halbfinals, die am gleichen Tag ausgetragen wurden. Für das Finale am nächsten Tag qualifizierten sich hier die acht schnellsten Starterinnen beider Läufe.
Abkürzungen:
WR = Weltrekord, OR = olympischer Rekord, NR = nationaler Rekord
ER = Europarekord, NAR = Nordamerikarekord, SAR = Südamerikarekord, ASR = Asienrekord, AFR = Afrikarekord, OZR = Ozeanienrekord
PB = persönliche Bestleistung, JWB = Jahresweltbestzeit
Siegerin Franklin (USA) und die Zweitplatzierte Seebohm blieben beide unter dem alten olympischen Rekord von Peking. Seebohm war damit in allen drei Rennen schneller als die alte Bestmarke.
Franklin schwamm das Finale nur 12 Minuten nach ihrem Halbfinale über 200 Meter Freistil, in dem sie das Finale erreichte. Ihre Zeit ist die viertbeste auf dieser Distanz.
Erstmals kamen sieben von acht Finalistinnen unter einer Minute ins Ziel.
Franklins Sieg war der dritte US-Sieg in Folge in dieser Disziplin.