| Atleta | País | Resultado | Notas |
|---|---|---|---|
| Ye Shiwen | China | 4:28.43 | OR WR |
| Elizabeth Beisel | Estados Unidos | 4:31.27 | |
| Li Xuanxu | China | 4:32.91 | |
| Katinka Hosszu | Hungria | 4:33.49 | |
| Hannah Miley | Grã-Bretanha | 4:34.17 | |
| Stephanie Rice | Austrália | 4:35.49 | |
| Caitlin Leverenz | Estados Unidos | 4:35.49 | |
| Mireia Belmonte Garcia | Espanha | 4:35.62 |
| Atleta | País | Resultado | Notas |
|---|---|---|---|
| Ryan Lochte | Estados Unidos | 4:05.18 | |
| Thiago Pereira | Brasil | 4:08.86 | |
| Kosuke Hagino | Japão | 4:08.94 | |
| Michael Phelps | Estados Unidos | 4:09.28 | |
| Chad le Clos | África do Sul | 4:12.42 | |
| Yuya Horihata | Japão | 4:13.30 | |
| Thomas Fraser-Holmes | Austrália | 4:13.49 | |
| Luca Marin | Itália | 4:14.89 |
| Lugar | Atleta | Nacionalidade | Resultado |
|---|---|---|---|
| 1 | Ye Shiwen | China | 4:28.43 |
| 2 | Elizabeth Beisel | Estados Unidos | 4:31.27 |
| 3 | Li Xuanxu | China | 4:32.91 |
| Q | Qualificação Directa |
|---|---|
| q | Qualificação por repescagem |
| DNS | Não competiu |
| DNF | Não terminou |
| DSQ | Desclassificado |
| PB | Melhor marca pessoal |
| SB | Melhor marca pessoal na temporada |
| NR | Recorde nacional |
| CR | Recorde continental |
| WR | Recorde mundial |
| OR | Recorde olímpico |