| Atleta | País | Resultado | Notas |
|---|---|---|---|
| Camille Muffat | França | 4:03.29 | Q |
| Allison Schmitt | Estados Unidos | 4:03.31 | Q |
| Lauren Boyle | Nova Zelândia | 4:03.63 | Q |
| Lotte Friis | Dinamarca | 4:04.22 | Q |
| Melania Costa Schmid | Espanha | 4:06.75 | |
| Bronte Barratt | Austrália | 4:07.99 | |
| Boglarka Kapas | Hungria | 4:10.01 | |
| Elena Sokolova | Rússia | 4:12.19 |
| Atleta | País | Resultado | Notas |
|---|---|---|---|
| Coralie Balmy | França | 4:03.56 | Q |
| Brittany Maclean | Canadá | 4:05.06 | Q |
| Federica Pellegrini | Itália | 4:05.30 | Q |
| Kylie Palmer | Austrália | 4:07.27 | |
| Yiwen Shao | China | 4:08.41 | |
| Andreina Pinto Perez | Venezuela | 4:08.45 | |
| Savannah King | Canadá | 4:10.93 | |
| Grainne Murphy | Irlanda | 4:19.07 |
| Atleta | País | Resultado | Notas |
|---|---|---|---|
| Rebecca Adlington | Grã-Bretanha | 4:05.75 | Q |
| Chloe Sutton | Estados Unidos | 4:07.07 | |
| Mireia Belmonte Garcia | Espanha | 4:08.23 | |
| Eva Risztov | Hungria | 4:09.08 | |
| Xuanxu Li | China | 4:10.95 | |
| Camelia Potec | Roménia | 4:11.43 | |
| Joanne Jackson | Grã-Bretanha | 4:11.50 | |
| Wendy Trott | África do Sul | 4:11.63 |
| Atleta | País | Resultado | Notas |
|---|---|---|---|
| Nina Rangelova | Bulgária | 4:11.71 | |
| Kristel Kobrich | Chile | 4:12.02 | |
| Aya Takano | Japão | 4:12.33 | |
| Julia Hassler | Liechtenstein | 4:12.99 | |
| Susana Escobar Torres | México | 4:14.78 | |
| Natthanan Junkrajang | Tailândia | 4:16.45 | |
| Lynette Lim | Singapura | 4:18.64 |
| Atleta | País | Resultado | Notas |
|---|---|---|---|
| Mojca Sagmeister | Eslovénia | 4:21.55 | |
| Andrea Cedron Rodriguez | Peru | 4:24.18 | |
| Jennet Saryyeva | Turquemenistão | 5:40.29 |
| 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 |