在此前稍早结束的男子4×100米接力预赛中，由于主力选手谢震业突遭伤病而缺席比赛，最终郭凡、梁嘉鸿、苏炳添、张培萌组成的中国队只跑出38秒95，遗憾地未能进入最终决赛。而实力强大的美国队、英国队和德国队，则分别以38秒06、38秒12和38秒13的成绩包揽预赛前三，牙买加、加拿大、日本、特立尼达和多巴哥、荷兰等队伍，最终也都如愿晋级了决赛。
在8支队伍之间展开的决赛，被安排在了莫斯科当地时间18点40分压轴进行。美国和牙买加这两大夺标热门，被分在了相邻的第四和第五道，特立尼达和多巴哥队、荷兰队、德国队位于第一、第二和第三道，英国队、加拿大队、日本队则位于第六、第七和第八道。
发令木仓响，代表牙买加出战的前三棒卡特、贝利-科尔和阿什梅德正常发挥，仅仅落后美国队一点，便将交接棒传给了博尔特。反观美国队，在前三棒完美发挥的情况下，最后一棒加特林交接棒出现失误，将领先优势完全葬送。最后一棒博尔特对决加特林，答案也就非常明显了，牙买加队轻松地第一个冲过终点。
最终，由卡特、贝利-科尔、阿什梅德、博尔特组成的牙买加队，以37秒36的成绩轻松获得金牌，也实现了他们在世锦赛上的男子接力3连冠。加特林领衔的美国队在最后一个交接棒上出现失误，最终以37秒66的成绩收获银牌，英国队则以37秒80的成绩排名第三。
而在此前进行的女子4×100米接力决赛中，美国队交接棒出现失误，弗雷泽领衔的牙买加队便毫不客气地笑纳大礼，以41秒29的成绩轻松将金牌收入囊中，此前名不见经传的法国队，则以42秒73的成绩收获了一枚银牌，世界纪录保持者美国队最终只能以42秒75的成绩获得第三。而由陶宇佳、利美娟、梁小静、韦永丽组成的中国队，则未能闯进最终的决赛。
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