几乎是前一个比赛日男团决赛的翻版，国乒女队8月10日在南巴黎竞技场4号馆举行的女团决赛中3比0战胜日本队，获得冠军。这也是中国体育代表团自1984年首夺奥运金牌以来，累计获得的第300枚夏季奥运会金牌。

首场双打比赛，日本队主动变阵，之前更常见的双打搭档早田希娜/平野美宇调整为早田希娜/张本美和。面对从未在正式比赛中交手过的全新日本组合，陈梦/王曼昱有些准备不足，9比11丢掉首局，11比6扳平局分后，日本组合又凭借左右手搭档线路、跑位的优势11比6再下一局。第四局国乒11比6再次扳平比分，决胜局陈梦/王曼昱一度遭遇5比9落后的局面，但更厚实的实力、更强大的心理帮助国乒组合12比10逆转取胜。压抑了整场的陈梦、王曼昱泪洒赛场，拥抱到了一起，现场数千名中国球迷也送上了如潮的呐喊和欢呼。对于这场比赛，陈梦直言只有场上打球的人才能知道有多大的困难，“决胜局5比9落后实现逆转，支撑我们的是想要去赢的信念、为国争光的信念，同时我们也在场上相信队友，相信无论是自己出手还是队友出手，一定没问题！”

第二场单打，孙颖莎的对手是平野美宇。日本队之所以在首场双打将平野美宇雪藏，很大程度上希望她在单打有所表现，冲击中国队。面对志在一搏的对手，孙颖莎展现出世界第一的能力，在首局最后落后7分的情况下13比11逆转取胜，也奠定了本场比赛的基本走势，孙颖莎之后以两个11比6帮助国乒将大比分扩大为2比0。从东京到巴黎，国乒三个姐妹又走过了一个奥运周期，孙颖莎表示，三年多时间，无论是自己还是团队中的三人，都收获了信心和成长，希望在未来的训练比赛中继续努力、做到更好。

第三场单打，王曼昱迎来年仅16岁的张本美和的挑战。对手快速灵活多变的打法给王曼昱造成很大压力，首局虽然挽救6个局点，但还是12比14告负。第二局两人再次战至10平，这次赢下局分的是王曼昱，之后王曼昱逐渐掌控了局面，11比7、11比6连下两局，帮助国乒赢下本届奥运会乒乓球项目最后一枚金牌。不同于有多项比赛任务的孙颖莎、陈梦，王曼昱本届奥运会只有团体一项，对于自己的表现，她也感到满意，做到了当团队遇到困难的时候主动站出来，为赢下团体金牌贡献了力量。

至此，国乒女队同样实现了该项目奥运五连冠，在这项最能展现一个国家乒乓球整体实力的赛场上，从未让奥运金牌旁落。同时这也是乒乓球项目1988年进入奥运会以来，国乒第六次包揽全部金牌。

中国乒协主席刘国梁在评价本场比赛姑娘们的表现时表示，女团决赛遇到了很大挑战，但球员们顶了下来，做到了完美。能够包揽全部金牌，为队伍、队员们感到骄傲自豪。