北京时间8月6日凌晨，2015年游泳世锦赛男子800米自由泳决赛展开角逐，最终中国选手孙杨以7分39秒96获得冠军，实现该项目三连冠，这也是孙杨在本届世锦赛上夺得的第二枚金牌。
预赛中，孙杨保留体力以7分47秒87的成绩列小组第一，总排名第六晋级决赛。
决赛中孙杨排在第七道。出发后孙杨并未很快发力，前100米霍顿排在第一，孙杨落后0.73秒排名第三。200米时，霍顿继续领先，帕尔特里涅利紧随其后，孙杨仍然第三。300米过后，孙杨落后霍顿0.8秒位列第三。游至400米半程时，前三名之间的距离越来越近，孙杨依旧排在第三，霍顿稍稍领先。
后半程，霍顿明显降速，帕尔特里涅利到500米时升至第一，孙杨上升到第二。600米时，帕尔特里涅利仍然领先，孙杨落后0.41秒。游到700米时，孙杨只落后0.10秒。最后100米，孙杨全力提速，750米时反超帕尔特里涅利0.04秒。最后50米，孙杨全速冲刺率先到达终点，成绩是7分39秒96；帕尔特里涅利以7分40秒81获得亚军，霍顿以7分44秒02排名第三。