中國女子4×100米自由泳接力決賽中，張雨霏領銜的中國隊打破了亞洲紀錄，獲得了銅牌，澳大利亞隊則取得了金牌，美國隊獲得銀牌。在預賽階段，中國隊位列第三晉級，而澳大利亞隊第一晉級，美國隊第二晉級。

決賽中的隊員調整為楊浚瑄、程玉潔、張雨霏和吳卿風。張雨霏剛剛參加了女子100米蝶泳的半決賽，并且成功進入了決賽。她在接力中面臨的巨大挑戰就是體能的考驗。

該項目的世界紀錄和奧運會紀錄都由澳大利亞保持，決賽中中國隊排在第三道。中國隊的第一棒是楊浚瑄，她的入水反應時間為0.68秒，在50米處列小組第二，隨后她繼續保持著第二的位置。第二棒是程玉潔，此時澳大利亞隊處于領先位置，程玉潔一直在第二位，然而瑞典隊正在迅速追趕，第二棒結束后，中國隊位列第三位。

張雨霏作為第三棒，她在入水方面占得優勢，但她未能追趕上澳大利亞隊，并最終滑落至第三位。最后一棒是吳卿風，她在最后五秒內迅速沖到了第二位。雖然美國隊完成了逆轉，最終以3分30秒30的成績打破了亞洲紀錄并贏得了銅牌，而澳大利亞隊以3分28秒92打破了奧運紀錄摘得金牌，美國隊以3分30秒20獲得了亞軍。