Phelps pojechał do Pekinu z zamiarem zdobycia ośmiu złotych medali olimpijskich i cel zrealizował, poprawiając rekord rodaka Marka Spitza, który w 1972 roku na igrzyskach w Monachium siedem razy stawał na najwyższym stopniu podium. Amerykański pływak odniósł pięć indywidualnych zwycięstw: na 200 m stylem dowolnym, motylkowym i zmiennym, 100 m st. mot. oraz 400 m st. zm., a także trzy w sztafetach. Dołączając sześć złotych medali, które zdobył na poprzednich igrzyskach w Atenach, 22-letni Phelps, 14 złotymi krążkami, już dziś jest najbardziej utytułowanym olimpijczykiem w historii. Gwiazda Amerykanina świeciła na olimpijskiej pływalni najjaśniej, a bolesną porażkę poniósł w Pekinie "król długich i średnich dystansów" Grant Hackett, który zdobył co prawda siódmy olimpijski medal, ale w finale koronnego dystansu 1500 m st. dow. przegrał nieznacznie z Oussamą Melloulim z Tunezji. W październiku 28-letni Australijczyk zakończył karierę. W grudniu w jego ślady poszedł 30-letni Pieter van den Hoogenband, który wygrał na dystansie 100 m st. dow. złote medale na igrzyskach w Sydney (2000) i Atenach (2004), a w Pekinie był w finale dopiero piąty. W sumie w stolicy Chin pływacy pobili 25 rekordów świata i 35 Europy, a liczba ustanowionych w całym roku najlepszych wyników na świecie przekroczyła 100, podczas grudniowych mistrzostw Starego Kontynentu na krótkim basenie w Rijece. Na pekińskich igrzyskach Usain Bolt potwierdził, że jest najszybszym człowiekiem globu, odnosząc zwycięstwa w finałach biegów na 100 i 200 metrów. W dodatku w obydwu przypadkach ustanowił rekordy świata. Najpierw 22-letni Jamajczyk uzyskał najlepszy w historii rezultat w sprincie - 9,69 s, a wynik byłby jeszcze lepszy, gdyby na ostatnich metrach nie zwolnił, będąc już pewnym zwycięstwa. Trzy dni później dystans dwukrotnie dłuższy pokonał w czasie 19,30 s, poprawiając o 0,02 s 12-letni rekord świata Michaela Johnsona. Kolejnym rekordem świata tytuł mistrzyni olimpijskiej przypieczętowała "caryca tyczki" Jelena Isinbajewa. W finale Rosjanka znów zdeklasowała rywalki, a w ostatnim skoku pokonała poprzeczkę zawieszoną na wysokości 5,05 m. Isinbajewa poprawiła wówczas o centymetr wynik uzyskany 29 lipca podczas mityngu w Monako, a po raz pierwszy w tym roku poprawiła tabelę rekordów 11 lipca w Rzymie, skacząc 5,03 m. Nad tegorocznymi zmaganiami lekkoatletów pojawił się jednak cień dopingu, bowiem za stosowanie niedozwolonego wspomagania (głównie EPO) Międzynarodowe Stowarzyszenie Federacji Lekkoatletycznych (IAAF) ukarało dwuletnią dyskwalifikacją kilkunastu reprezentantów Rosji, głównie chodziarzy i biegaczy. W grudniu Międzynarodowy Komitet Olimpijski odebrał dwa medale z Pekinu w rzucie młotem reprezentantom Białorusi: srebrny Wadimowi Diewiatowskiemu i brązowy Iwanowi Tichonowi, a pierwszy z nich został dodatkowo dożywotnio pozbawiony prawa udziału w igrzyskach.