在北京時間10日上午結束的裏約奧運會男子200米蝶泳決賽中,菲爾普斯遊出1分53秒36獲得冠軍,這是他在奧運會歷史上的第二十塊金牌!也是個人在本屆奧運會的第二金。日本選手坂井聖人以1分53秒40獲得亞軍,匈牙利選手肯德雷西以1分53秒62獲得第三。
男子200米蝶泳決賽,菲爾普斯在第五道出場,這場決賽有點波折,選手剛踏上跳臺,又被要求下來。第二次順利出發,前50米匈牙利選手切赫領先菲爾普斯0點08秒轉身,但接著菲爾普斯開始反超切赫,在遊進至100米時,菲爾普斯明顯領先其他對手!
在150米處,菲爾普斯1分22秒68排第一,此時第二名是上屆奧運冠軍勒克洛斯。最後50米菲爾普斯全力衝刺,勒克洛斯落後,坂井聖人和匈牙利選手肯德雷西開始追了上來,坂井聖人幾乎要追了上來,但還是菲爾普斯第一個殺到終點!奪冠後菲爾普斯手指全場,隨後手握成拳用力揮舞,慶祝自己的奧運會第二十金!