펠프스는 8일 오전(한국시간) 브라질 리우데자네이루의 올림픽 수영경기장에서 열린 2016 리우올림픽 남자 계영 400m에서 미국 대표팀 일원으로 출전해 3분09초92의 기록으로 1위에 등극했다.
역대 올림픽 최다 메달리스트인 펠프스는 통산 19번째 금메달이자, 23번째 메달(은 2, 동 2) 메달을 거머쥐었다.
계영 400m는 한 팀에서 4명이 출전해 100m씩 나눠서 자유형으로 헤엄쳐 기록을 겨루는 종목으로 알려져있다.
미국은 결승에서 카엘렙 드레셀, 펠프스, 라이언 헬드, 네이선 애드리언 순으로 팀을 구성했다.
2012 런던올림픽 챔피언 프랑스가 미국에 0.61초 뒤진 3분10초53으로 은메달을, 호주가 3분11초37로 동메달을 획득한 바 있다.
한편 런던올림픽을 끝으로 은퇴한 펠프스는 2014년 4월 현역 복귀를 선언하고 나섰다.
하지만, 그해 9월 음주·과속 운전으로 경찰에 입건돼 미국수영연맹으로부터 6개월의 자격 정지를 당하는 등 우여곡절을 겪었다.