7月29日，在女子200米蝶泳决赛中，张雨霏斩获金牌，首度征战大赛的俞李妍获得第6名。这场比赛张雨霏的优势是巨大的，从一开始出发反应时间0.6秒、第一个50米就领先了第二名一个身位，之后毫无悬念夺冠，她的成绩定格在2分03秒86，打破焦刘洋保持的奥运会纪录，恭喜张雨霏，她首夺奥运会金牌，同时也是本届奥运会中国游泳队的首金，恭喜。
这场比赛张雨霏的夺冠优势是非常大的，这点从比赛就可以看出来，她的入水反应是0.6，非常出色的数据。之后从第一个50米转身开始，张雨霏的优势就非常大，虽然短暂的被第二名的史密斯给予了一些压力，但张雨霏依旧是强势的霸占领先的位置。摘金瞬间，当张雨霏到边之后露出水面之后，亚军还没有产生。
张雨霏以2分03秒86夺冠，领先第二名的优势多达1.44秒，将近2个身位。同时张雨霏还打破了奥运会的纪录，此前的奥运会纪录保持者是焦刘洋，就连经常解说游泳的韩乔生也表示已经很长时间没有看到过这样出色的200米蝶泳的成绩了。
《美联社》在奥运会开始前，看衰没有叶诗文、傅园慧和刘湘的中国游泳队，预测中国队最多获得2银2铜，张雨霏、李冰洁和杨浚瑄可以夺牌。美国杂志《游泳世界》则认为，中国游泳队顶多拿到2块奖牌。美媒都没有预测中国游泳队可以获得金牌，很显然张雨霏用自己的超级表现打脸了这些美媒，确实太霸气了。
张雨霏堪称是当今泳坛的蝶后，她在100米蝶泳中一度领先，却非常遗憾的以0.05秒之差无缘金牌，获得银牌。这次到了她的主项，张雨霏没有给对手任何的机会，成功拿下金牌，个人单项已经斩获了1金1银，堪称是当今泳坛的蝶后诞生。
