Ở buổi thi đấu diễn ra chiều 26/7, Nguyễn Thị Ánh Viên đã tham gia vòng loại nội dung 200m bơi tự do. Ánh Viên góp mặt ở lượt bơi thứ 2 trong tổng 4 lượt của nội dung này và đạt kết quả 2'05"30, chỉ giúp cô đứng vị trí thứ 8/8 vận động viên tại lượt tranh tài.

Lượt thi đấu của Ánh Viên có nhiều vận động viên mạnh của thế giới như K.Ledecky (Mỹ, đạt 1'55"28, xếp nhất lượt vòng loại thứ 2), P.Oleksiak (Canada, 1'55"38, xếp nhì lượt vòng loại thứ hai).

Kết quả Ánh Viên đạt được tại vòng loại 200m tự do không đủ giúp cô ở nhóm góp mặt tại bán kết nội dung này. Vận động viên đứng thứ 16 trong danh sách 16 người được dự bán kết nội dung này là Salamatina (ROC) đạt thành tích 1'58"33 ở vòng loại.

Lần thi đấu quốc tế gần nhất là tại SEA Games 30 diễn ra vào năm 2019 ở Philippines, Ánh Viên từng đạt chỉ số chuyên môn 2'00"75, vì thế kết quả tại Tokyo trong nội dung này của Ánh Viên đã tụt đi rất nhiều so với 3 năm trước.