國家隊代表陳夢在巴黎奧運乒乓項目女單決賽，與隊友孫穎莎重演去屆戲碼，陳夢再次以局數4:2取勝，成功衛冕，同時成為中國代表團今屆第14面金牌的得主。

兩名國家隊球員孫穎莎與隊友陳夢於決賽對壘，是上屆決賽翻版，上屆就由陳夢勝出奪金，今屆兩人再次爭奪冠軍，第一局孫穎莎成功壓制陳夢，以11:4取勝，陳夢在之後兩局透過落點與變線控制對手，連贏兩局11:7及11:4反超前。

第四局孫穎莎以11:9僅勝，扳平局數2:2。陳夢在第五和第六局發揮相持球穩定的優勢，抵擋孫穎莎的進攻，以11:9、11:6再勝兩局，最終局數贏4:2，成為國家隊史上第3名奧運女單衛冕的球手。

賽事銅牌就由日本球手早田希娜奪得，她於銅牌戰局數4:2力壓南韓的申裕斌得季軍。