9月27日晚进行的全国游泳冠军赛暨东京奥运会达标赛女子100米自由泳预赛中，22岁的江苏队名将张雨霏以52秒90的成绩打破该项目全国纪录。这一成绩将原来由庞佳颖在2009年创造的全国纪录提升了0.23秒。以蝶泳为主项的选手却打破了自由泳全国纪录，张雨霏自己都觉得不可思议。起水后，张雨霏嘴里念叨着“我怎么破了自由泳的纪录”。
回想起当时的情景，张雨霏说：“全场很寂静，没有声音，到边后我回头一看，52秒9，心想看错了吧，就回头又确认了一次。不可思议，很激动！怎么可能是我破的自由泳纪录！”打破全国纪录无疑给了张雨霏更多的信心，“这是我参加游泳比赛以来破的第一个纪录。我希望这是一个好的开始，以后我会争取留下越来越多属于我的纪录。”
9月28日进行的100米自由泳决赛，张雨霏和18岁山东队新锐杨浚瑄都是冠军的有力争夺者。张雨霏在前程50米时领先杨浚瑄0.34秒，却在最后的冲刺阶段不敌对手，最终杨浚瑄率先触壁，成绩为53秒57，张雨霏以0.02秒的微弱劣势屈居亚军。虽然没能继续创造“奇迹”在决赛中夺冠，但张雨霏的表现依旧可圈可点，她和杨浚瑄的成绩都达到了奥运会A标。
提及能够在自由泳项目中打破全国纪录的原因，张雨霏将其归功为体能的提升。“蝶泳和自由泳短距离项目有共通点，蝶泳的体能和速度上来后自由泳也跟着提高了。冬训以来我加强最多的就是体能，而短距离项目最重要的就是体能。”
体能是张雨霏的强项，在国家游泳队她也是体能训练的标兵。此次赛前的体能测试中张雨霏获得了45分，位列女子100米自由泳预赛前16名选手中的第二位。张雨霏认为，体能训练的加强最明显的体现就是在自己的主项100米蝶泳当中。此前的队内测验中，张雨霏在100米蝶泳上游出了56秒29的个人最好成绩，这也让她对即将在29日进行的100米蝶泳预赛有了更多的期待和底气。“我一直对100米蝶泳有想法，从今年3月开始就有想法了，所以我一直期待着这次比赛，希望能够游出来我的目标。”
