在2009年世锦赛男子4x200自由泳接力决赛中,美国队派出了菲尔普斯作为第一棒出场,而德国队则派出了黑马比德尔曼,两人再次复制首日比赛的跌峰对决。由于菲尔普斯在前面参加了100米蝶泳的半决赛,所以体能受到了一点影响,从一出发开始就处于落后,反观比德尔曼,他越游越快,以1分42秒81的成绩率先交接,而他的这一成绩也打破了他几天前刚刚创造的200米自由泳世界纪录。美国队菲尔普斯则以0.68秒紧随其后,位列第二。
第二棒是比赛的转折点之一,美国队发挥出色,在第二棒前100米过后就反超了德国队,位居首位,3分28秒62,美国队以1.84秒的优势率先完成,德国队则继续保持第二的位置。
第三棒比赛,美国队继续扩大领先优势,曾经一度将对手拉下5米之多,而在这时,北京奥运会亚军俄罗斯队也慢慢后来居上,超过德国队跃升第二位,德国队排名第三。
最后一棒的比赛,美国队与俄罗斯队展开了巅峰对决,特别是在最后50米,美国名将罗切特发挥出良好的冲刺能力,没有让俄罗斯队反超。最终,美国队以6分58秒55的成绩摘得金牌,同时,这一成绩也以百分之一秒打破了北京奥运会创造的世界纪录。俄罗斯队以6分59秒15摘得铜牌;澳大利亚队凭借最后一棒的出色发挥,以7分1秒65的成绩排名第三,日本队名列第四。