三轮过后，郭晶晶以253.35分领先帕卡琳娜16.75分继续领跑，吴敏霞则以223.35分升至第4位。
第四轮比赛，吴敏霞和帕卡琳娜同样选择了难度3.0的305b（反身翻腾两周半屈体），吴敏霞从走板到入水都极佳，得到了85.50分。
帕卡琳娜则在踏板有小瑕疵的情况下最后入水控制得很好，因此也拿到了82.50分。
郭晶晶跳的则是同难度系数的5152b（向前翻腾两周半转体一周屈体），在入水的时候稍过溅起些许水花，这一跳得到了76.50分。
本轮过后，郭晶晶领先10.75分仍居首位，吴敏霞升到第三，落后帕卡琳娜10.25分。
最后一跳，吴敏霞的动作是3.0难度的205b（向后翻腾两周半屈体），用完美一跳结束了本次比赛，这一跳得到了81.00分。
帕卡琳娜选择的是相同难度系数的5152b（向前翻腾()
两周半转体一周屈体），实际上也就是郭晶晶第四轮选跳的动作，同样完成不错，得到了79.50分。
最后一个出场的郭晶晶则跳了难度系数3.0的405b（向内翻腾两周半屈体），在出色完成一跳后，以85.50的高分完赛。
最终，“跳水皇后”郭晶晶以总分415.35分的高分成功卫冕，为中国代表团赢得了第35枚金牌。
目前跳水项目产生五金全部被中国跳水队收入账下。
郭晶晶也因此成为了继美国人麦克科米克、德国名将克拉默、高敏和伏明霞之后，第五位在奥运会上卫冕女子3米跳板冠军的选手。
同时使得中国跳水队在女子3米跳板项目上自1988年以来从未让金牌旁落，并以在奥运会上夺得4金2银的成绩超越伏明霞的4金1银成为女子跳水“第一人”。
俄罗斯老将帕卡琳娜以398.60分获得亚军，吴敏霞以389.85分摘得铜牌。
赛后吴敏霞说：“今晚的比赛非常激烈，我发挥出了自己的正常水平。”
在上届雅典奥运会上，吴敏霞输给郭晶晶获得银牌，这次金牌又被郭晶晶拿到，而自己只获得一枚铜牌，对此吴敏霞说：“对于这个成绩我不感到后悔，帕卡琳娜做得不错，我认为我已经全力以赴了。”
谈及郭晶晶退役的传言，她说：“她还没有正式宣布退役，中国队是个大家庭，我不知道她不在之后我是否能够成为领军人物。”