男子100米蝶泳，菲尔普斯是过去两届奥运会和09年、11年两届世锦赛冠军，在伦敦将冲击三连冠。伦敦奥运会菲尔普斯出战四个单项，400米混合泳只获得第四，200米蝶泳以0.05秒之差屈居亚军，在200米混合泳上夺取冠军，实现个人三连冠。100米蝶泳，菲尔普斯将继续冲击三连冠。

半决赛时菲尔普斯以50秒86排名首位，南非的200米蝶泳冠军勒克洛斯以51秒52紧随其后，中国选手周嘉威排在第13位无缘决赛。菲尔普斯的队友麦克吉尔以51秒61排在第三，上届奥运会亚军、塞尔维亚选手查维奇以51秒66位列第四。

决赛菲尔普斯在第四道，麦克吉尔和勒克洛斯在第三道和第五道，查维奇在第六道。发令枪响，菲尔普斯入水后并未冲在最前面，勒克洛斯也没有急于发力，倒是查维奇迅速确立优势，到50米时排在第一。

50米转身后，菲尔普斯迎头赶上，几乎与查维奇并驾齐驱，后者冲刺时明显乏力，但菲尔普斯则提速很明显，在几乎齐头并进的情况下，凭借出色的到边技术，率先触碧。最终菲尔普斯以51秒21的成绩夺冠，获得该项目三连冠。勒克洛斯到边时奋力追赶，最终以51秒44获得亚军。俄罗斯选手克罗特施金，以51秒44与勒克洛斯并列获得亚军。查维奇只游出51秒81，并列排在第四。