Unmittelbar nach dem Start griff die Österreicherin Anna Kiesenhofer an und setzte sich gemeinsam mit vier weiteren Fahrerinnen ab. Kiesenhofer ließ ihre Begleiterinnen weit vor dem Ziel stehen und rettete einen Vorsprung auf das Hauptfeld mit den Favoritinnen ins Ziel. So jubelte die 30-Jährige nach 130 Kilometern auf dem Fuji International Speedway von ihren Emotionen völlig überwältigt über Gold.
Silber ging an die Niederländerin Annemiek van Vleuten, die im Ziel zunächst dachte, sie hätte Gold gewonnen. Auch andere Fahrerinnen hatten während des Rennens, dass ohne Funk ausgetragen wurde, gedacht, alle Ausreißerinnen wären bereits eingeholt worden.
Bronze gewann die Italienerin Elisa Longo Borghini. Die Deutsche Lisa Brennauer wurde nach einem starken Rennen Sechste.
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— UCI (@UCI_cycling) July 25, 2021
Zu Beginn hatten sich Anna Kiesenhofer, Carla Oberholzer (Südafrika), Vera Looser (Namibia), die Israelin Omer Shapira und Anna Plitcha (Polen) aus dem Feld abgesetzt. Ihnen wurde vom Feld sehr viel Vorsprung gegeben – zwischenzeitlich fuhren sie mehr als 10 Minuten voraus.
Rund 54 Kilometer vor dem Ziel griff aus dem Feld Annemiek van Vleuten an und zog davon. Vorn ließ Kiesenhofer ihre Begleiterinnen stehen. So wurde das Finale des Rennens früh eröffnet. Das Feld fiel nach der Attacke von Van Vleuten auseinander und immer wieder bildeten sich Gruppen. Rund 25 Kilometer vor dem Ziel wurde Van Vleuten wieder eingeholt und auch Kiesenhofers ehemalige Begleiterinnen wurden gestellt. Doch die Österreicherin konnte sich vorn behaupten und den Olympiasieg einfahren.
Die Niederländerinnen attackierten im Finale abwechselnd aus dem kleinen Feld der Favoritinnen. Van Vleuten setzte sich ab und holte Silber. Auch Elisa Longo Borghini setzte sich noch ab und holte Bronze. Lisa Brennauer wurde im Sprint des Verfolgerfeldes Zweite und holte Rang sechs.