Polka, która czasem 4.04,23 poprawiła swój rekord Polski ustanowiony na igrzyskach w Atenach, musiała uznać wyższość fenomenalnej Laure Manaudou (4.02,61). Trzecie miejsce zajęła Japonka Ai Shibata (4.05,19). W ostatnim okresie polska pływaczka zarzuciła starty na 400 m st. dowolnym i skupiła się na występach w stylu motylkowym. W niedzielnym finale Manaudou przez pierwszą połowę dystansu płynęła w czasie poniżej tego jaki uzyskiwała gdy ustanawiała rekord świata (4.02,13) 6 sierpnia 2006 roku w Budapeszcie. Jednak w końcówce wyraźnie zwolniła, choć wciąż utrzymywała zdecydowaną przewagę nad pozostałymi rywalkami. Natomiast Jędrzejczak rozpoczęła finał spokojnie, utrzymując czwartą pozycję do połowy dystansu. Po pokonaniu 250 metrów wyprzedziła trzecią w stawce Amerykankę Kathryn Hoff, a po 300 m była już druga, wysuwając się przed Shibatę. Taka kolejność utrzymała się do końca, bowiem trzecia Shibata uzyskała na mecie czas 4.05,19, a Hoff zajęła czwarte miejsce - 4.05,65. Jędrzejczak zakwalifikowała się do finału z szóstym wynikiem porannych eliminacji, a najszybsza przed południem była Manaudou, poprawiając rekord mistrzostw czasem 4.05,29. W kwalifikacjach tego dystansu odpadła natomiast inna Polka - Agata Zwiejska (Delfin Toruń), bowiem rezultat 4.17,50 dał jej dopiero 24. miejsce. Pierwszym złotym medalistą konkurencji pływackich został Koreańczyk Park Tae-hwan. Wygrał on wyścig na 400 m stylem dowolnym. W finale wyprzedził Tunezyjczyka Oussamę Mellouli i faworyta gospodarzy, broniącego tytułu Granta Hacketta. 17-letni Park uzyskał czas 3.44,30 i wyprzedził Mellouliego o 0,82 s. Natomiast Hackett stracił do zwycięzcy 1,17 s. Przed dwoma laty w MŚ w Montrealu Hackett zdominował rywalizację na dłuższych dystansach w stylu dowolnym, zdobywając złote medale na 400, 800 i 1500 m, a także był drugi na 200 m i trzeci ze sztafetą 4x200 m st. dowolnym. Od lat Australijczyk jest jednym z najbardziej utytułowanych pływaków; regularnie staje na podium zarówno w mistrzostwach świata jak i igrzyskach olimpijskich. Wyścigi sztafet 4x100 m stylem dowolnym zakończyły się zwycięstwami Australijek i Amerykanów. W obydwu finałach zostały pobite rekordy MŚ, a wcześniej dokonała tego Manaudou. Wyniki niedzielnych finałów: kobiety 400 m st. dow. 1. Lauren Mnaudou (Francja) 4.02,61 - rekord mistrzostw 2. Otylia Jędrzejczak (Polska) 4.04,23 - rekord Polski 3. Ai Shibata (Japonia) 4.05,19 4. Kathryn Hoff (USA) 4.05,65 5. Federica Pellegrini (Włochy) 4.05,79 6. Kate Ziegler (USA) 4.06,99 7. Joanne Jackson (W.Brytania) 4.07,42 8. Linda Mackenzie (Australia) 4.07,64 4x100 m st. dow. 1. Australia 3.35,48 - rekord mistrzostw (Lisbeth Lenton, Melanie Schlanger, Shayne Reese, Jodie Henry) 2. USA 3.35,68 (Natalie Coughlin, Lacey Nymeyer, Amanda Weir, Kara Lynn Joyce) 3. Holandia 3.36,81 (Inge Dekker, Ranomi Kromowidjojo, Femke Heemskerk, Marleen Veldhuis) 4. Niemcy 3.36,94 5. Szwecja 3.39,23 6. Francja 3.40,09 7. Chiny 3.40,48 8. W.Brytania 3.40,94 mężczyźni 400 m st. dow. 1. Tae Hwan Park (Korea Płd.) 3.44,30 2. Oussama Mellouli (Tunezja) 3.45,12 3. Grant Hackett (Australia) 3.45,43 4. Jurij Priłukow (Rosja) 3.45,47 5. Peter Vanderkaay (USA) 3.46,36 6. Federico Colbertaldo (Włochy) 3.48,01 7. Craig Stevens (Australia) 3.48,26 8. Siergej Fesenko (Ukraina) 3.48,49 4x100 m st. dow. 1. USA 3.12,72 - rekord mistrzostw (Michael Phelps, Neil Walker, Cullen Jones, Jason Lezak) 2. Włochy 3.14,04 (Massimiliano Rosolino, Alessandro Calvi, Christian Galenda, Filippo Magnini) 3. Francja 3.14,68 (Fabien Gilot, Frederick Bousquet, Julien Sicot, Alain Bernard)