De 1500 meter vrije slag vrouwen op de Olympische Zomerspelen 2020 vond plaats op 26 juli, series, en 28 juli 2021, finale. Na afloop van de series kwalificeerden de acht snelste zwemmers zich voor de finale. Dit onderdeel stond voor de eerste maal op het olympische programma.
Voorafgaand aan het toernooi waren dit het wereldrecord en het olympisch record
| Rang |
Serie |
Baan |
Naam |
Land |
Tijd |
Bijz.
|
| 1 |
5 |
4 |
Katie Ledecky |
 Verenigde Staten |
15.35,35 |
Q, OR
|
| 2 |
5 |
5 |
Wang Jianjiahe |
 China |
15.41,49 |
Q
|
| 3 |
4 |
3 |
Erica Sullivan |
Verenigde Staten |
15.46,67 |
Q
|
| 4 |
4 |
4 |
Simona Quadarella |
 Italië |
15.47,34 |
Q
|
| 5 |
4 |
6 |
Anastasia Kirpitsjnikova |
 Russische ploeg |
15.50,22 |
Q
|
| 6 |
5 |
3 |
Sarah Köhler |
 Duitsland |
15.52,67 |
Q
|
| 7 |
4 |
5 |
Maddy Gough |
 Australië |
15.56,81 |
Q
|
| 8 |
5 |
7 |
Kiah Melverton |
Australië |
15.58,96 |
Q
|
| 9 |
5 |
2 |
Ajna Késely |
 Hongarije |
15.59,80 |
|
| 10 |
4 |
7 |
Li Bingjie |
China |
15.59,92 |
|
| 11 |
4 |
1 |
Merve Tuncel |
 Turkije |
16.00,51 |
|
| 12 |
3 |
6 |
Viktória Mihályvári-Farkas |
Hongarije |
16.02,26 |
|
| 13 |
4 |
2 |
Martina Caramignoli |
Italië |
16.02,43 |
|
| 14 |
5 |
8 |
Kristel Köbrich |
 Chili |
16.09,09 |
|
| 15 |
5 |
1 |
Mireia Belmonte |
 Spanje |
16.11,68 |
|
| 16 |
3 |
5 |
Julia Hassler |
 Liechtenstein |
16.12,55 |
|
| 17 |
3 |
1 |
Deniz Ertan |
Turkije |
16.13,22 |
|
| 18 |
4 |
8 |
Jimena Pérez |
Spanje |
16.15,99 |
|
| 19 |
2 |
4 |
Marlene Kahler |
 Oostenrijk |
16.20,05 |
|
| 20 |
3 |
3 |
Viviane Jungblut |
 Brazilië |
16.21,29 |
|
| 21 |
1 |
4 |
Katrina Bellio |
 Canada |
16.24,37 |
|
| 22 |
3 |
7 |
Tamila Holub |
 Portugal |
16.25,16 |
|
| 23 |
3 |
2 |
Diana Durães |
Portugal |
16.29,15 |
|
| 24 |
2 |
5 |
Beatriz Dizotti |
Brazilië |
16.29,37 |
|
| 25 |
2 |
6 |
Helena Rosendahl Bach |
 Denemarken |
16.29,56 |
|
| 26 |
2 |
3 |
Eve Thomas |
 Nieuw-Zeeland |
16.29,66 |
|
| 27 |
3 |
4 |
Celine Rieder |
Duitsland |
16.32,57 |
|
| 28 |
2 |
2 |
Han Da-kyung |
 Zuid-Korea |
16.33,59 |
|
| 29 |
5 |
6 |
Delfina Pignatiello |
 Argentinië |
16.33,69 |
|
| 30 |
3 |
8 |
Katja Fain |
 Slovenië |
16.35,92 |
|
| 31 |
2 |
7 |
Hayley McIntosh |
Nieuw-Zeeland |
16.44,43 |
|
| 32 |
1 |
5 |
Arianna Valloni |
 San Marino |
16.54,64 |
|
| 33 |
1 |
3 |
Sasha Gatt |
 Malta |
16.57,47 |
|
Tokio
