Faworytka gospodarzy Federika Pellegrini nie zawiodła oczekiwań i na basenie w Foro Italico zdobyła złoty medal na 400 metrów stylem dowolnym i jako pierwsza kobieta w historii zeszła poniżej czterech minut uzyskując 3.59,15. To ósmy rekord świata Włoszki w karierze. Poprzedni rekord Pellegrini na tym dystansie - 4.00,41, został ustanowiony 27 czerwca w Peskarze. W tej samej konkurencji mężczyzn najlepszym, z rekordem świata - 3.40,07, okazał się Niemiec Paul Biedermann. Zacięta była walka o złoty medal w sztafecie 4x100 m stylem dowolnym kobiet. Czas 3.31,72 uzyskany przez Holenderki Inge Dekker, Ranomi Kromowidjojo, Femke Heemskerk i Marlenn Veldhuis to rekord świata. Drugi rekord globu w tym wyścigu ustanowiła płynąca na pierwszej zmianie Niemka Britta Steffen - 52,22. Jej własny rekord z 27 czerwca z Berlina był o 0,34 s gorszy. O rekord świata w półfinale rywalizacji na 100 metrów stylem motylkowym postarała się zaledwie 15-letnia Szwedka Sarah Sjostrom - 56,44. Aspiracje do złotego medalu w poniedziałkowym finale zgłosiła Amerykanka Ariana Kukors przepływając w niedzielę 200 m stylem zmiennym w 2.07,03. Złoty medal w sztafecie 4x100 metrow przypadł Amerykanom (na pierwszej zmianie płynął ośmiokrotny triumfator olimpijski z Pekinu Michael Phelps). Po pasjonującej walce pływacy USA pokonali Rosję oraz Francję. To 18 złoty medal mistrzostw świata w kolekcji 14-krotnego złotego medalisty olimpijskiego i pierwszy z sześciu możliwych do zdobycia w Rzymie przez 24-letniego Amerykanina. W pierwszym dniu żadnemu z ósemki startujących Polaków nie udało się przejść do dalszej fazy mistrzostw świata. Paweł Korzeniowski (AZS AWF Warszawa) pobił rekord kraju na 50 m stylem motylkowym czasem 24,14, podobnie jak sztafeta 4x100 m stylem dowolnym mężczyzn - 3.16,35. Korzeniowski poprawił o 0,27 s wynik należący do Konrada Gałki, który ustanowił go w Oświęcimiu 28 lutego 1996 roku (24,41), ale dało mu to dopiero 48. miejsce. O jedną setną lepiej od dotychczasowego rekordu popłynął też Marcin Babuchowski (Trójka Łódź) - 24,40 - 63. pozycja. Na koniec sesji Konrad Czerniak (Wisła Puławy), Marcin Tarczyński (Polonia Warszawa), Łukasz Gąsior (AZS AWF Warszawa) i Mateusz Stawiński (Śląsk Wrocław), rezultatem 3.16,35 pobili rekord kraju (3.21,03) sztafety AZS AWF Warszawa z 4 kwietnia 2008 roku. Zajęli jednak 13. miejsce i nie wystąpią w finale. Ze startujących w niedzielę reprezentantów Polski najwyżej sklasyfikowana była Paula Żukowska (Zryw Opole), która z wynikiem 4.16,64 była 31. na 400 m stylem dowolnym. Dwie lokaty niżej na 200 m stylem zmiennym znalazła się Karolina Szczepaniak (AZS AWF Warszawa) - 2.16,52, a na 37. pozycji - Anna Kowalczyk (Korner Zielona Góra) - 2.17,06. Wyniki niedzielnych finałów: kobiety 400 metrów stylem dowolnym 1. Federica Pellegrini (Włochy) 3.59,15 (rekord świata) 2. Joanne Jackson (W.Brytania) 4.00,60 3. Rebecca Adlington (W.Brytania) 4.00,79 4. Allison Schmitt (USA) 4.02,51 5. Coralie Balmy (Francja) 4.03,29 6. Camelia Potec (Rumunia) 4.03,41 7. Ophelie-Cyrielle Etienne (Francja) 4.04,54 8. Lotte Friis (Dania) 4.07,62 4 x 100 metrów stylem dowolnym 1. Holandia 3.31,72 (rekord świata) (Inge Dekker, Ranomi Kromowidjojo, Femke Heemskerk, Marleen Veldhuis) 2. Niemcy 3.31,83 (Britta Steffen - 52,22 (rekord świata), Daniela Samulski, Petra Dallmann, Daniela Schreiber) 3. Australia 3.33,01 (Lisbeth Trickett, Marieke Guehrer, Shayne Reese, Felicity Galvez) 4. USA 3.35,23 5. Szwecja 3.35,35 6. Chiny 3.35,63 7. W.Brytania 3.36,99 8. Węgry 3.39,53 mężczyźni 400 m stylem dowolnym 1. Paul Biedermann (Niemcy) 3.40,07 (rekord świata) 2. Oussama Mellouli (Tunezja) 3.41,11 3. Zhang Lin (Chiny) 3.41,35 4. Peter Vanderkaay (USA) 3.43,20 5. Mads Glaeser (Dania) 3.44,40 6. Gergo Kis (Węgry) 3.46,30 7. Ryan Cochrane (Kanada) 3.46,60 8. David Davies (W.Brytania) 3.47,02 4x100 m stylem dowolnym 1. USA 3.09,21 (Michael Phelps, Ryan Lochte, Mattew Grevers, Nathan Adrian) 2. Rosja 3.09,52 (Jewgienij Łagunow, Andriej Greczyn, Daniło Izotow, Aleksander Suchorukow) 3. Francja 3.09,89 (Fabien Gilot, Alain Bernard, Gregory Mallet, Frederick Bousquet) 4. Brazylia 3.10,80 5. Włochy 3.11,93 RPA 3.11,93 7. W.Brytania 3.12,09 8. Australia 3.12,40