El cuarteto estadounidense consiguió la medalla de oro en el relevo mixto de 4x100 estilos con un tiempo de (3.38,56), una marca que les sirvió para batir el récord mundial que habían registrado también los estadounidenses por la mañana (3.40,28).

El equipo estadounidense contó en la final vespertina con un equipo diferente al matutino. La segunda plusmarca estuvo a cargo del equipo de relevos integrado por Matt Grevers, Lilly King, Caeleb Dressel y Simone Manuel, mientras que por la mañana lo había hecho con Ryan Murphy, Kevin Cordes, Kelsi Worrell y Mallory Comeford.

Durante la prueba de la tarde, aunque al final de los primeros 100 metros el estadounidense Grevers se había colocado en el primer lugar, por delante de China y Australia, en la segunda posta el cuarteto norteamericano perdió su ventaja y ni siquiera estaba entre los primeros tres.

En los terceros cien metros, Caeleb Dressel condujo a los suyos otra vez al primer lugar, un puesto que los estadounidenses ya no dejaron escapar hasta el final, y Simone Manuel ya festejó el primer puesto y el récord como última nadadora.

Australia, que estuvo muchos metros en el tercer lugar, pudo ser finalmente segunda con un tiempo de 3.41,21, con un récord de Oceanía, mientras que Canadá concluyó en el tercer lugar del podio (3.41,25).