四年前的北京奥运会，刘子歌获得了女子200米蝶泳的金牌，而在去年的上海世锦赛上，焦刘洋获得冠军。此番两人携手出战伦敦奥运会，也被视为中国在该项目的双保险。在伦敦奥运会女子200米蝶泳半决赛中，中国选手焦刘洋和刘子歌分别以半决赛第二和第六的身份晋级决赛。半决赛中，焦刘洋的成绩为2分06秒10，刘子歌的成绩是2分06秒99。
卫冕冠军刘子歌决赛被分在第7泳道，焦刘洋排在第5道，半决赛排名第一的美国选手凯瑟琳-赫希分在第4道，世界排名第一的日本人星奈津美在第3道，西班牙选手米蕾伊亚-贝尔蒙特位列第6道，匈牙利人苏萨娜-洁卡波斯在第2道，美国选手坎米尔-亚当斯位列第1道，英国人杰马-罗威在第8道。
枪响之后，八名运动员齐齐跃入泳池。刘子歌在第一个50米转身后一马当先，而焦刘洋只排在第五位。第二个50米，西班牙选手米蕾伊亚-贝尔蒙特超越刘子歌升至第一位，焦刘洋继续处于第五的位置。
关键的150米，焦刘洋开始发力，在转身时已经追到第二位，与排在第一的西班牙选手米蕾伊亚-贝尔蒙特只相差0.84秒。最后的50米，焦刘洋全力冲刺，一举超越对手，在终点前早早确立明显的领先，并最终以2分04秒06，破奥运会纪录的成绩夺得冠军。
