孫穎莎在一開局變氣勢滿滿，以11-3拿下第一局。第二局，伊藤美誠狀態回穩，一度取得9-3領先優勢，怎料孫穎莎連下8分，以最終以11-9逆轉收下第二局。孫穎莎延續火燙手感，伊藤打法也愈加凶猛、絕招盡出，無奈孫穎莎始終保持強勢，最終以11-6、11-4拿下最後兩局，闖入決賽。
由於日前混雙決賽，伊藤美誠和水谷隼組合以4：3逆轉氣走中國的許昕和劉詩雯，使中國桌球制霸奧運17年來首度丟失金牌，被外界諷為「中國國恥」。這回孫穎莎在單打戰血洗伊藤美誠，復仇成功，中國人簡直樂歪了，「孫穎莎戰勝伊藤美誠」微博相關討論數一度超過2,300萬，孫穎莎儼然成為新一代「抗日英雄」。
孫穎莎在賽後用「過癮」來形容這場比賽，她表示今天的表現有比想像中好一些，面對伊藤現在的絕佳狀態，她覺得還是把自己的心態調整好最重要。孫穎莎的決賽對手將是同胞陳夢，中國再度於奧運桌球單打決賽上演「包金包銀」戲碼。
落敗的伊藤則難掩沮喪，畢竟她是日本的奪金希望，她哭著說：「總體而言我覺得自己表現不差，但最終一局沒能奪勝，還是非常遺憾。我現在也很懊悔，但我要調整好心態，準備下一場比賽。」
