Trong buổi thi đấu chung kết diễn ra sáng 14/8 (giờ Việt Nam), Michael Phelps xuống nước ở lượt thứ ba với kiểu bơi bướm. Không làm đồng đội phải thất vọng, kình ngư này nhanh chóng củng cố lợi thế dẫn đầu mà Ryan Murphy (bơi ngửa) và Cody Miller (bơi ếch) tạo được trước đó. Cuối cùng, Nathan Adrian kết thúc phần thi của tuyển Mỹ bằng cách cán đích đầu tiên trong phần bơi sải.
Tuyển Mỹ giành huy chương vàng với thành tích 3 phút 27 giây 95. Đây cũng là kỷ lục mới tại Olympic. Xếp ngay sau Mỹ là tuyển Vương quốc Anh.
Với chiến thắng ở nội dung 4x100 m hỗn hợp tiếp sức nam, Phelps đã có tấm huy chương vàng thứ năm tại Olympic Rio 2016. Trước đó, kình ngư này giành được bốn huy chương vàng ở các nội dung bơi 200 m cá nhân hỗn hợp, 200 m bướm, 4x100 m tự do tiếp sức và 4x200 m tự do tiếp sức. Phelps chỉ nhận một thất bại (huy chương bạc) khi để thua Joseph Schooling ở nội dung 100 m bướm.
Phần thi sáng 14/8 cũng là phần thi cuối cùng của Phelps trong sự nghiệp Olympic. Sau chiến thắng, ngôi sao 31 tuổi này khẳng định sẽ không tham dự giải bốn năm sau tại Tokyo (Nhật Bản).
Tổng cộng Phelps đã có 23 huy chương vàng, ba bạc và hai đồng trên đấu trường Olympic. Đây cũng là thành tích lớn nhất mà một VĐV từng giành được trong lịch sử thể thao.
