在里约奥运会开赛之前，女子20公里竞走被视为中国最有希望夺得金牌的项目。此番中国参赛的选手是世界纪录保持者、世界冠军刘虹，世锦赛亚军得主吕秀芝和伦敦奥运会银牌得主切阳什姐。中国队的对手中，墨西哥选手冈萨雷斯、巴西选手德塞纳在最近一年成绩提升迅速，她们将成为中国队冲金的最大威胁。

在男子20公里竞走已经夺金的情况下，女子20公里竞走也期待能够再获一金。而刘虹也期待能够继去年北京田径世锦赛夺冠后再度夺金，确立自己在该项目上的霸主地位。

比赛开始后，第一集团的大部队阵容庞大。在2公里第一个计时处，前13名的成绩均为9分15秒。其中墨西哥选手冈萨雷斯排名第一，中国选手刘虹名列第四，吕秀芝位列第八，切阳什姐则以9分16秒暂居第12位。行至4公里处，大部队的距离仍未拉开，前9名的选手成绩均为18分28秒。其中冈萨雷斯继续排名第一，中国选手刘虹、吕秀芝和切阳什姐分列第二、第三和第四位。

在6公里处，吕秀芝以27分26秒的成绩暂居第一位。随后八名选手的成绩均为27分27秒，其中也包括排名第三的刘虹和排名第六的切阳什姐。随后的两公里，前10名选手的成绩均为36分25秒。墨西哥选手冈萨雷斯重新回到第一位，刘虹和吕秀芝分别排名第二和第三位，切阳什姐则暂时名列第九位。

比赛进行到10公里半程处，第一集团的差距依旧没有拉开，刘虹45分24秒排名第一位，吕秀芝和切阳什姐与其成绩相同，分列第三和第五位，中国军团正在蓄力为后半程冲刺做好准备。行至12公里处，吕秀芝排名第一，冈萨雷斯居于第二位，刘虹排名第三，三人成绩均为54分11秒。切阳什姐稍稍落后于第一集团，以54分15秒排名第七。

到了14公里处，第一集团又变为7人。中国选手切阳什姐重新赶上并且排名第一位，吕秀芝位列第二，冈萨雷斯排在第三位，三人成绩均为1小时03分01秒。刘虹以1小时03分02秒排名第四。随后的两公里，切阳什姐和吕秀芝以1小时11分43秒排名第一和第二位，墨西哥的冈萨雷斯和刘虹则以1小时11分44秒紧随其后。

行至18公里处，刘虹、冈萨雷斯和吕秀芝渐渐甩开其他选手，她们的成绩同为1小时20分24秒。切阳什姐暂时排名第四，成绩为1小时20分27秒。最后两公里的冲刺阶段，刘虹、吕秀芝和冈萨雷斯展开了决战。最后一圈的较量，刘虹依旧紧咬冈萨雷斯，最后400米的冲刺，刘虹全力以赴和冈萨雷斯展开决战，刘虹在最后100米成功超越，最终以1小时28分35秒的成绩获得金牌。冈萨雷斯获得银牌，成绩是1小时28分37秒。吕秀芝获得铜牌，成绩为1小时28分42秒。切阳什姐获得第五名，成绩是1小时29分04秒。