A négy éve ezüstérmes Cseh a negyedik futamban állt a rajtkőre, s közvetlenül nagy riválisa, az amerikai Michael Phelps mellett tempózott.
Pillangón az olimpiák történetének legeredményesebb sportolója egy testhossznyira elhúzott Csehtől, aki háton ledolgozta hátrányát, s onnantól – önmagukhoz képest – kényelmes tempóban fej fej mellett haladtak a célig, s végül Phelps hét századdal bizonyult gyorsabbnak.
Az utolsó, ötödik futam előtt 4:13.40 perces idejével a negyedik helyen állt Cseh, de Lochte nyolcasában öten is gyorsabbnak bizonyultak nála, így megbosszulta magát, hogy rosszabb benyúlásával kikapott Phelpstől, s kilencedik helyen zárt.
Verrasztó messze elmaradva legjobbjától 4:18.31 perccel csapott a célba.