预赛第一的孙杨决赛中遇到了来自英国小将詹姆斯·盖伊的有力挑战，盖伊在前300米一路领先，一度还游在了世界纪录前面，不过孙杨在300米后加速 超过了盖伊，最终以3分42秒58夺冠，这是今年的世界最好成绩。盖伊以3分43秒75名列第二，加拿大名将科克伦以3分44秒59获得第三。赛前大热的 澳洲小将霍顿爆冷在预赛中就已出局。
孙杨在颁奖仪式上热泪盈眶，在混合区虽然极力忍耐，但最终还是流下了眼泪。“这是我职业生涯最辛苦的一年。”23岁的他哽咽着说，“有很多的困难，但是我和教练都一一克服了。从最低谷到世锦赛冠军是一个非常大的挑战，很不容易走过来，能继续蝉联是非常好的事。”
孙杨在喀山还将参加200米、800米和1500米自由泳的比赛。
当日由宁泽涛、林永庆、徐祺恒和余贺新组成的中国男子接力队在男子4X100米自由泳接力中创造了历史，首次进入了世锦赛决赛，并同时获得了里约奥运会参赛 资格。在决赛中，中国队以3分15秒47获得了第7名，这也是中国在此项目上的历史最好成绩。游第一棒的宁泽涛赛后坦言，接力的4人首次参加世锦赛经验不 足，希望里约可以取得更好成绩。
令人跌破眼镜的是，强大的美国队没有晋级接力的决赛。在过去15届世锦赛中，美国队获得了11次此项目冠军，但当日美国队却以预赛第11被关在了决赛大门外。法国队以3分10秒74夺冠，俄罗斯队和意大利队分别获得第二、三名。
不过，美国队当日仍旧有金牌入账，18岁的莱德基成功卫冕女子400米自由泳，还打破了赛会纪录，成绩是3分59秒13。荷兰队的范鲁文达尔以4分03秒02获得银牌，第三名是澳大利亚人阿什伍德，成绩是4分03秒34。
同样在男子4X100米接力预赛中意外出局的澳大利亚队在女子4X100米自由泳接力上挽回了些颜面，以破赛会纪录的3分31秒38夺得冠军，荷兰队和美国队分别获得第二、三名。
