Mireia Belmonte se presentó en la final con esperanzas pero sin obligaciones. No era la favorita, pero arrancó bien, metida en la pomada y con las de cabeza. Los 100 metros de mariposa los cerró sexta pero cerca de la cabeza, las tres primeras calles con la húngara campeona olímpica Hosszu, la americana Flickinger y la japonesa Oshahi.
El turno para la espalda castigó más a la española, que se distanció de la cabeza, tocaba remar contracorriente en la braza, y adelantó un puesto a falta de los 100 libres finales, quinta. Los 100 metros finales de Mireia volvieron a ser explosivos, mantuvo una disputa brutal con Flikinger hasta los últimos metros, hasta el punto de remontar otro puesto ya cabar finalmente cuarta, a tan solo 23 centésimas de la estadounidense, mientras la japonesa Oshahi se hacía con el oro con amplio margen.
Mireia volvió a superarse y acabó en diploma rozando de nuevo la medalla, cuarta, a dos décimas del metal. No partía como favorita, tampoco partía a priori como una de las candidatas, pero dio la cara, protagonizó una magnífica remontada y rozó el metal.