31 июля Майкл Фелпс завоевал серебряную медаль на дистанции 200 метров стилем баттерфляй, а потом - золото в эстафете 4 по 200 метров вольным стилем. Таким образом, американец завоевал свои 18-ю и 19-ю олимпийские награды, став рекордсменом мира по этому показателю. Предыдущий рекорд держался почти 50 лет: 18 медалей в 1956-1964 годах выиграла советская гимнастка Лариса Латынина.
Фелпс выиграл 16-ю золотую олимпийскую медаль в своей карьере, победив на дистанции 200 метров комплексным плаванием. Мировой рекорд на этой дистанции, принадлежащий главному сопернику Фелпса Райану Лохте, устоял, но сам Лохте пловцу-рекордсмену уступил. Золотая медаль, завоеванная 2 августа, стала 20-й олимпийской наградой Фелпса.
В последний день соревнований в олимпийском бассейне Майкл Фелпс завоевал 18-ю золотую медаль Игр в карьере. В составе сборной США Фелпс выиграл золото в эстафете 4 по 100 метров. Фелпс выступал на третьем этапе. Брендан Хансен, который плыл до него, уступил лидерство японцу, и Фелпсу пришлось возвращать сборную США первое место. Майкл справился, а Натан Эдриан, завершавший эстафету, закрепил успех Фелпса.