Ledecky dẫn đầu trong suốt cuộc đua và cán đích ở vị trí đầu tiên với thời gian 8 phút 4 giây 79. Thành tích này giúp cô phá vỡ kỷ lục thế giới (8 phút 6 giây 68) do chính mình lập ra tại Austin, Texas hồi đầu năm.
Đây là tấm HCV thứ tư mà kình ngư người Mỹ giành được tại Rio, sau chức vô địch ở các nội dung 200 m tự do, 400 m tự do và 4x200 m tiếp sức tự do trước đó. Ngoài ra, Ledecky cũng có thêm một HCB ở nội dung 4x100 m tiếp sức tự do.
VĐV bơi lội của Anh Jazz Carlin cán đích ở vị trí thứ hai với thành tích 8 phút 16 giây 17, trong khi tấm HCĐ thuộc về kình ngư người Hungary Boglarka Kapas.
Trước Ledecky, kình ngư duy nhất giành chiến thắng ở cả ba nội dung 200 m, 400 m và 800 m tự do trong cùng một kỳ Olympic là Debbie Meyer (Mỹ) vào năm 1968.
