Es fanden fünf Vorläufe statt. Die 16 schnellsten Schwimmerinnen aller Vorläufe qualifizierten sich für die zwei Halbfinals, die am gleichen Tag ausgetragen wurden. Für das Finale qualifizierten sich die acht zeitschnellsten Schwimmerinnen beider Halbfinals.
Abkürzungen: WR = Weltrekord, OR = olympischer Rekord, NR = nationaler Rekord, PB = persönliche Bestleistung, JWB = Jahresweltbestzeit
Siegerin Ye Shiwen konnte in diesem Wettbewerb den olympischen Rekord gleich zwei Mal verbessern.
Shiwen, die auch über die 400-Meter-Distanz Olympiasiegerin wurde (28. Juli 2012) ist die sechste Schwimmerin, die fünfte in Folge, die das Double über 200 und 400 Meter Lagen gewinnt.