在第五局的开局阶段，双方僵持，而在后半局，陈梦连续得分，再次以11比4赢下一局，3比2领先。而在第六局的开局，陈梦在气势上依然占优，而孙颖莎在正手出现失误，1比3落后。在暂停之后，陈梦继续扩大比分差距到4比1。 随后孙颖莎扳回一分，在第七颗球，双方在中远台对拉，最终由孙颖莎拿下一分，连追三分之后，孙颖莎将比分反超6比5领先。但陈梦连续得分，在10比8拿到冠军点，并最终获胜，拿下了这场比赛并获得了金牌。

这也是陈梦拿到的第一枚奥运金牌。“在场上感觉打的还是挺爽的，虽然说在场上还是挺紧张”，陈梦在比赛结束后结束采访时说，“我觉得我的时代到来了，终于等到这一天了。这一刻等了很久了”。

在乒乓球女子单打项目上，自从1988年在汉城成为奥运会正式项目以来，中国队从未让金牌旁落。