Phelps, jenž v průběhu her překonal ruskou gymnastku Larisu Latyninovou v počtu cenných kovů na OH, tak končí s bilancí 18 zlatých, dvou stříbrných a dvou bronzových medailí. I v Londýně byl stejně jako v Aténách a Pekingu nejúspěšnějším plavcem, vylovil čtyři zlata a dvě stříbra. Ve svém posledním závodu v kariéře vytáhl na oblíbeném třetím motýlkářskem úseku Američany z druhého místa před Japonsko a Nathan Adrian v závěrečném kraulu jeho dílo zpečetil. Štafeta ve složení Matt Grevers, Brendan Hansen, Phelps a Adrian vyhrála v čase 3:29,35 před Japonskem a Austrálií. Také polohovou štafetu žen na 4x100 m ovládly reprezentantky USA, navíc ve světovém rekordu 3:52,05. Postaraly se o něj další čtyřnásobná zlatá medailistka z Londýna Missy Franklinová, dvojnásobná šampionka Rebecca Soniová a trojnásobné vítězky Dana Vollmerová a Allison Schmittová. Druhá skončila Austrálie, třetí Japonsko.