Der Wettbewerb wurde in einem Durchgang mit jeweils fünf Sprüngen durchgeführt.
Zum vierten Mal in Folge gewann ein chinesisches Paar Gold in dieser Disziplin – an allen vier Titeln war Wu Minxia beteiligt. Für ihre Partnerin Shi Tingmao war es dagegen die erste Teilnahme. Silber gewann Italien, wobei sowohl Rekord-Europameisterin Tania Cagnotto als auch Francesca Dallapé bei der vierten bzw. zweiten Teilnahme ihre ersten Olympiamedaillen gewannen. Es war zudem überhaupt die erste olympische Medaille für Italien bei den Frauenwettbewerben im Wasserspringen. Bronze holte sich Australien mit Maddison Keeney und Anabelle Smith, die sich nach dem schwächsten Sprung des gesamten Wettbewerbs in der zweiten Runde am Ende noch knapp vor das Paar aus Kanada schoben.