7月21日晚，孫楊在第四道上出場。在孫楊出場時，全場爆發過分熱烈的掌聲和歡呼聲。賽程中，孫楊采取後發製人戰術，一開始並不急於快速領先。頭50米孫楊沒有進入前三，立陶宛的拉普西斯以25秒76排名第一.100米麥克勞林53秒91排名第一，孫楊落後0.43秒列第三.150米麥克勞林1分22秒43列第一，孫楊追到第二，落後0.46秒.200米半程孫楊追到第一，用時1分51秒29！
進入後半程爭奪，孫楊開始加速，250米用時2分19秒70，領先麥克勞林0.23秒！300米孫楊繼續擴大優勢，用時2分48秒06，領先此時排第二位的拉普西斯0.71秒之多！最後100米開爭！350米孫楊用時3分15秒86，領先拉普西斯0.54秒。最後50米衝刺，孫楊以3分42秒44獲得冠軍！這是孫楊繼2013年，2015年，2017年之後，連續第四屆贏得該項目冠軍。的孫楊，世錦賽歷史，的第十金，比賽結束後，孫楊樹起四個手指，表示自己拿下400自四連冠！意大利選手德蒂以3分43秒23獲得第三名，季新傑以3分45秒64獲得第七名。