Estados Unidos batió por más de dos segundos su propio récord del mundo en los relevos 4 por 100 metros estilos al registrar un tiempo de 3 minutos 27 segundos y 28 centésimas en la final de la categoría del Mundial de Natación de Roma 2009, que concluyó con esta prueba.

El equipo estadounidense, en el que nadaba Michael Phelps, se adjudicó así la medalla de oro y pulverizó su propia plusmarca mundial de 3 minutos 29 segundos y 34 centésimas establecida en los pasados Juegos Olímpicos de Pekín 2008.

La plata fue para Alemania, con un tiempo de 3 minutos 28 segundos y 58 centésimas, y el bronce para Australia, con un registro de 3 minutos 28 segundos y 64 centésimas.

Brasil fue cuarta al parar el cronómetro en los 3 minutos 29 segundos y 16 centésimas.