北京时间7月26日，东京奥运会乒乓球项目诞生首枚金牌，混双决赛中，许昕/刘诗雯在2-0领先的情况下，最终3-4不敌东道主组合水谷隼/伊藤美诚，无缘冠军，也失去包揽乒乓球5金的机会，这是国乒在2004年后，首次在奥运会丢掉乒乓球金牌。水谷隼/伊藤美诚历史性夺得了乒乓球混双奥运首金。
水谷隼/伊藤美诚可以说是许昕/刘诗雯最大甚至是唯一的对手，尤其是伊藤美诚，多次在单打击败中国队主力，她的个人实力已经无限接近中国女队的顶尖球员，因此伊藤美诚无论是在单打还是双打，对于中国队威胁都不小。乒乓球混双首次进入奥运会，谁能拿下第一金自然也是焦点。
首局比赛，伊藤美诚连续丢分，被许昕/刘诗雯猛攻，国乒组合4-0开局。许昕/刘诗雯之后没有给对手任何机会，11-5强势拿下。第二局，许昕/刘诗雯继续猛攻，状态神勇，让日本组合难以抵挡，很快许昕/刘诗雯8-1遥遥领先。之后2人打得稍稍显得有些随意，被水谷隼/伊藤美诚追回不少分，马琳也是叫了暂停，暂停后，许昕/刘诗雯一鼓作气，11-7拿下，总比分2-0领先。
第三局，比赛风云突变，伊藤美诚组合已经进入状态，局势有所逆转，许昕/刘诗雯未能抵挡对手的反扑，8-11被追回一局。之后的比赛，许昕/刘诗雯感受到了巨大的压力，水谷隼/伊藤美诚局中发力再次逼出局点，许昕/刘诗雯连续挽救局点仍无力回天，水谷隼/伊藤美诚11-9将大比分追至2-2平。关键第五局，许昕/刘诗雯心态似乎受到了影响，打得并不好，随即水谷隼/伊藤美诚掌控局势后，再次拿到局点，又是关键分，许昕/刘诗雯还是9-11落败，进入绝境。
第六局，许昕/刘诗雯放手一搏，但此时比赛已经让人窒息。终于找到感觉的许昕/刘诗雯局中拉开比分，11-6将比赛拖入到了决胜局。决胜局的较量，水谷隼/伊藤美诚先发制人，拉开比分，8-0领先，比赛已经失去悬念，国乒最终3-4落败，许昕/刘诗雯获得银牌。这样一来，水谷隼/伊藤美诚成功拿下了首届奥运会乒乓球项目的混双冠军，创造了历史，这是国乒自2004年后，再次丢掉乒乓球奥运金牌。