实力并不占优的美国女足苦战120分钟，最终凭借罗伊德在加时赛的进球1：0战胜巴西队，第三次加冕奥运会女足冠军。这也是美国队第二次在奥运会的女足决赛中力克巴西队。

　　开场阶段，美国队用凶狠的拼抢压制了巴西队，但巴西队随后占据了优势，巴西球员的技术特长不时在比赛中闪光。第31分钟，克里·斯蒂安妮单刀突入罚球区，但带球过大被守门员率先将球得到。第34分钟玛塔用惊人的速度前场抢得皮球后，又用精湛的技术连过两名球员，但随后的射门偏出。不过，巴西女足的场上优势始终没能转化为进球。

　　下半时巴西女足的表现仍要优于美国队，第72分钟玛塔甩过两名球员的防守小角度射门，被美国队守门员奋力挡出。久攻不下的巴西队开始心浮气躁，球员之间开始出现不和谐的互相抱怨的情况。第86分钟，巴西队防守出现失误，美国队哈克勒斯罚球区外一脚远射，巴西队守门员将球扑住。第90分钟，巴西队再次出现防守失误，美国队罗德里格斯面对守门员选择吊射，但球却被出击的巴西队守门员拼力伸手勉强挡了一下之后控制住。

　　美国队在加时赛中采取了加强防守只留一名球员在前场突击的策略，重兵在后场防守，在防守反击中抓住了机会。加时赛上半时第6分钟，美国队利用反击机会，罗伊德在罚球区外一脚远射打入球门远角。加时赛第27分钟，罗伊德再次获得好机会，可惜她的射门被球门立柱挡出。失球后的巴西队虽然疯狂进攻，但是心态失衡的球员们屡屡浪费机会，只能接受再一次屈居亚军的苦果。

　　在女足项目进入奥运会以来的四届奥运会中，美国女足已经三次获得冠军，成为奥运会女足的王中王，另一届奥运会的冠军得主是挪威队；而巴西队已经连续两届屈居奥运会亚军。

　　伤心的玛塔说：“我也不知道为什么，我们一踢决赛就大失水准，我们在决赛前都踢得很好，但一到决赛球总是擦网而过。”

　　高水平的奥运会女足决赛吸引了5万余名观众到场观看，而国际奥委会主席罗格、国际足联主席布拉特、球王贝利也都在贵宾席上欣赏了美国队和巴西队的精彩表演。

　　在此前进行的争夺第三名的比赛中，两届女足世界杯冠军德国队依靠巴拉玛的两个入球，以2：0击败日本队获得铜牌，日本队位列第四名。