펠프스는 12일(한국시간) 브라질 리우데자네이루 아쿠아틱스타디움에서 열린 2016년 리우 올림픽 수영 남자 혼영 200m 결승에서 1분54초66의 기록으로 가장 먼저 터치패드를 찍었다.
1분56초61을 기록한 2위 고스케 하기노(일본)에 2초 가량 앞선 압도적 금메달이었다.
혼영 200m 금메달과 함께 펠프스는 개인 통산 22번째 올림픽 금메달을 차지했다. 리우 올림픽에서만 남자 계영 400m, 접영 200m, 계영 800m에 이어 4관왕에 올랐다. 통산 메달은 26개로 늘어났다.
첫 접영을 2위로 통과한 펠프스는 두 번째 배영까지도 2위를 유지했다. 1위 라이언 록티(미국)와 0.01초 차. 펠프스는 세 번째 평영부터 치고 나왔다. 이미 2위 그룹을 1초 이상 따돌렸고, 마지막 자유형에서 격차를 더 벌리며 금메달을 획득했다.
은메달은 하기노, 동메달은 1분57초05를 기록한 쑨왕(중국)에게 돌아갔다.