לפני הגמר: צ'אביץ' שבר את שיאו של פלפס
הסרבי, שהפסיד את הזהב בבייג'ינג במאית אחת, יגיע לגמר אליפות העולם ב-100 מ' פרפר כפייבוריט. פלפס והאמריקנים שברו במאית את השיא בשליחים. בריטה סטפן ניצחה ב-100 מ' חופשי עם שיא עולם, פירסול זכה ב-200 מ' גב עם שיא משלו
צ'אביץ' שיפר את השיא של פלפס ב-21 מאיות, האמריקני דורג שני מבין 8 העולים עם 50.48 ש', ויגיע לגמר במעמד לא מוכר - כאנדרדוג. ב-200 מ' חופשי הוא כבר הפסיד לפול בידרמן ולחליפה שלו, כעת גם צ'אביץ', שהפסיד את הזהב בבייג'ינג במאית אחת בלבד, רוצה לגבור עליו.

פלפס בכל זאת זכה בזהב הערב, לאחר שהיה חלק מהרביעייה האמריקנית ששברה במאית אחת את שיא העולם ב-200X4 מ' חופשי. בידרמן שוב הקדים את פלפס בהפרש גדול אחרי ה-200 מ' הראשונים, אבל נבחרת הכוכבים והפסים תפסה את ההובלה אחר-כך וניצחה עם 6:58.55 ד'. רוסיה לקחה את מדליית הכסף, האוסטרלים זכו בארד.
גם הערב שיאי העולם נופצו ללא הפסקה בבריכה ברומא. בריטה סטפן הגרמנייה חגגה זהב ושיא ב-100 מ' חופשי, לאחר ששיפרה את תוצאתה מחצי הגמר ב-15 מאיות ל-52.07 ש'. פרן הלסאל הבריטית סיימה שנייה, ליבי טריקט (לשעבר לנטון) מאוסטרליה לקחה את הארד.
שחיין אחר ששיפר את שיאו העולמי וזכה במדליית זהב הוא ארון פירסול, שניצח ב-200 מ' גב עם 1:51.92 ד' וכיפר על האכזבה הגדולה מחצי המרחק, אז הודח במוקדמות. האמריקני שבר את שיאו ביותר משנייה והקדים את ריוסוקה אירייה מיפן ואת בן-ארצו לוכטה.
רבקה סוני האמריקנית היתה גם היא בדרך לזהב ושיא ב-200 מ' חזה, אבל היא קרסה ב-25 המטרים האחרונים וסיימה בסופו של דבר מחוץ למדליות. נדיה היגל הסרבית לא האמינה שהיא אלופת עולם עם 2:21.62 ד', אן-מארי פירס מקנדה ומירנה ג'וקיץ' מאוסטריה השלימו את הפודיום.
אכזבה נוספת היתה נחלתו של כריסטיאן ספרנגר האוסטרלי, ששבר את שיא העולם במשחה המקביל לגברים בחצי הגמר, אבל סיים רק שלישי ברגע האמת, במשחה הצמוד באליפות. דניאל גיורטה מהונגריה ניצח עם 2:07.64 ד', מאית אחת בלבד לפני אריק שאנטו האמריקני, שהחלים מסרטן האשכים וחזר לבריכה במהירות שיא. גיידרוס טיטניס מליטא וספרנגר זכו בארד עם זמן זהה, רק 16 מאיות לאט מהמנצח.
שיא העולם החמישי של הערב נקבע במקצה הראשון של חצי גמר ה-50 מ' פרפר, בו מרלן ולדהאוז ההולנדית עצרה את השעונים על 25.28 ש', שיפור של חמש מאיות לשיאה. ולדהאוז החזיקה בשיא לעוד חמש דקות, עד שהשבדית בת ה-31 תרז אלצהמר קבעה 25.07 ד' בחצי הגמר השני. בסך הכל נשברו באליפות כבר 36 שיאים, הרבה בגלל חליפות השחייה החדשות.