2012年伦敦奥运会男子1500米自由泳决赛，孙杨以14分31秒02的成绩刷新了自己保持的世界纪录，夺得金牌。这个成绩比原纪录快了3秒多，至今仍是奥运纪录。
当时21岁的孙杨从比赛开始就确立领先优势，700米后已经甩开第二名近4秒。最后100米他越游越快，触壁时把世界纪录线又往前推了一大截。这场胜利让中国游泳队收获伦敦奥运第5金，孙杨也成为首位在奥运会长距离项目夺冠的中国男选手。
不过这个纪录在2015年被澳大利亚选手霍顿打破，新纪录是14分34秒56。孙杨在2016年里约奥运会1500米预赛因感冒退赛，之后再没在国际大赛游进14分40秒。
现在回看这场比赛，孙杨的耐力和冲刺能力确实惊人。他每50米的分段成绩都稳定在29秒左右，最后50米更是飙出27秒83。有网友说："看直播时以为计时器坏了，这哪是1500米，简直是百米冲刺的速度！"
虽然纪录已经被破，但孙杨伦敦奥运的表现仍是游泳史上的经典时刻。他那件标志性的黄色泳裤和最后撞线时的怒吼，给很多体育迷留下了深刻印象。