四年前的北京奧運會，劉子歌獲得了女子200米蝶泳的金牌，而在去年的上海世錦賽上，焦劉洋獲得冠軍。此番兩人攜手出戰倫敦奧運會，也被視為中國在該項目的雙保險。在倫敦奧運會女子200米蝶泳半決賽中，中國選手焦劉洋和劉子歌分別以半決賽第二和第六的身份晉級決賽。半決賽中，焦劉洋的成績為2分06秒10，劉子歌的成績是2分06秒99。

衛冕冠軍劉子歌決賽被分在第7泳道，焦劉洋排在第5道，半決賽排名第一的美國選手凱瑟琳-赫希分在第4道，世界排名第一的日本人星奈津美在第3道，西班牙選手米蕾伊亞-貝爾蒙特位列第6道，匈牙利人蘇薩娜-潔卡波斯在第2道，美國選手坎米爾-亞當斯位列第1道，英國人杰馬-羅威在第8道。

槍響之后，八名運動員齊齊躍入泳池。劉子歌在第一個50米轉身后一馬當先，而焦劉洋只排在第五位。第二個50米，西班牙選手米蕾伊亞-貝爾蒙特超越劉子歌升至第一位，焦劉洋繼續處于第五的位置。

關鍵的150米，焦劉洋開始發力，在轉身時已經追到第二位，與排在第一的西班牙選手米蕾伊亞-貝爾蒙特只相差0.84秒。最后的50米，焦劉洋全力沖刺，一舉超越對手，在終點前早早確立明顯的領先，并最終以2分04秒06，破奧運會紀錄的成績奪得冠軍。