北京時間8月3日晚，2024年巴黎奧運會乒乓球女子單打決賽在南巴黎競技場進行，這是一場國乒德比，由1號種子孫穎莎迎戰衛冕冠軍陳夢。最終，陳夢4-2戰勝隊友孫穎莎衛冕成功，獲得個人第二枚奧運會乒乓球女單金牌，她也成為繼鄧亞萍、張怡寧、馬龍之後，第四位蟬聯奧運會單打金牌的運動員，國乒也成就奧運會女單十連冠。在此前的三四名決賽，日本選手早田希娜4-2戰勝韓國選手申裕斌拿到銅牌。
作為本屆奧運會女單的頭兩號種子，孫穎莎和陳夢分別自動落位上下半區。在此前的半決賽中，陳夢4-0完勝韓國選手申裕斌率先進入決賽，隨後孫穎莎4-0輕取日本選手早田希娜，與陳夢會師。兩人在本場比賽之前共在國際大賽中交手16次，孫穎莎取得了11次勝利，佔據上風。值得一提的是，東京奧運會的決賽就是兩人的對決，當時陳夢戰勝孫穎莎奪冠。
第一局比賽，陳夢發球失誤，孫穎莎拉斜線、反手斜線連續得分，取得4-0開局。陳夢調整後發球得分，相持後造成孫穎莎失誤，2-4開始追分。不過孫穎莎連積極調動主動變線得分，繼續擴大領先優勢，以10-4領先。隨著反手擰挑斜線得分，孫穎莎11-4拿下首局。
第二局比賽，陳夢開始尋求正手到反手擰拉斜線的變化，1-0開局。孫穎莎很快扳平比分，雙方比分交替上升，戰至3-3平。此後陳夢開始追求台內的控制，多次提拉和擺短得分，很快拉開比分，10-6領先。陳夢正手拉大角度得分，11-7勝出，1-1扳平大比分。
第三局比賽，陳夢發球得分，正手壓迫繼續得分，3-0領先。孫穎莎則主動上手進攻，擺短控制，3-3扳平比分。孫穎莎前壓，陳夢變線進行限制，正手連續壓迫，8-3拉開比分。雖然孫穎莎也能利用正手進攻得分，但陳夢正反手切換順暢連續得分，很快11-4拿下本局，大比分2-1反超。
第四局比賽，孫穎莎連殺兩板得分，之後利用發球機會得分，2-0領先，陳夢則利用變線將比分扳平。此後雙方比分咬得很緊，都不能拉開比分。此後孫穎莎斜線打角、連續正手進攻得分，10-5拉開比分並拿到局點。但陳夢正手突襲，接發提拉開始追分，9-10連追4分，孫穎莎叫了暫停。暫停回來，孫穎莎擺短，陳夢反擰下台，孫穎莎11-9勝出，大比分2-2扳平。
第五局比賽，陳夢反手發力，孫穎莎反手擰拉，雙方3-3戰平。此後雙方几次相持都是陳夢勝出，6-5領先。孫穎莎正手連續得分，7-6反超。之後比分膠著，從7-7戰至9-9。最後陳夢正反手連續得分，11-9拿下本局，大比分3-2領先。
第六局比賽，孫穎莎3-0開局，陳夢利用發球機會和正手進攻追至4-4。之後在雙方相持的情況下，陳夢連續得分，以8-5拉開比分。在被追到6-9時，陳夢叫了暫停。暫停回來，陳夢再得一分拿到冠軍點。最終，陳夢以11-6贏下六局，大比分4-2獲勝奪冠。
