半决赛中国队和美国队，分别3-1和3-0力挫东道主意大利和两届奥运冠军巴西和意大利，成功会师决赛。此役中国队首发，主攻朱婷、惠若琪，副攻袁心玥、杨珺菁，接应曾春蕾、二传魏秋月和自由人单丹娜。美国队首发：主攻拉尔森、希尔，副攻哈默托、阿金拉德沃，接应墨菲、二传A-格拉斯，自由人班瓦瑟。
首局中国队开局不错，美国队上来失误较多，曾春蕾和袁心玥接连在二号位打中，袁心玥拦网得分后，中国队一度6-2领先迫使美国队暂停。暂停后哈默托二号位进攻打中，朱婷四号位强攻打直线得分，墨菲四号位拉开进攻得手，惠若琪四号位被拦，单丹娜一传失误，墨菲二号位吊球打在后排空档，美国队成功追至7平。袁心玥三号位短平快打中，第一次技术暂停中国队8-7领先。墨菲二号位扣球出界，哈默托三号位轻打得分，朱婷后三进攻打手出界，阿金拉德沃三号位吊球成功，朱婷后三进攻打手出界，阿金拉德沃三号位短平快得分，法赛特二号位进攻打中，希尔发球直接得分，杨珺菁二号位背飞轻吊得分，两队拉锯战至12平。曾春蕾面对三人拦网强攻得手，朱婷四号位进攻被对方拦死，13平后阿金拉德沃连续发球直接得分，美国队15-13领先郎平暂停。朱婷四号位强攻造成对方拦网出界，法赛特二号位扣直线得分，第二次技术暂停美国队16-14领先。
暂停后中国队连得4分，美国队一攻受挫，中国队18-14反超对手暂停。曾春蕾二号位进攻和袁心玥三号位短平快接连被哈默托拦死，美国队追至18平。拉尔森发球失误，墨菲二号位进攻打在后排，惠若琪四号位进攻被阿金拉德沃拦死，希尔四号位开网进攻得手，中国队19-22落后暂停。墨菲二号位反击造成中国队拦网窝果，朱婷后三进攻打中，希尔四号位强攻直线出界，阿金拉德沃三号位短平快得分，惠若琪打手出界，美国队四号位进攻造成拦网出界，24-22获得局点。朱婷四号位强攻斜线打成，美国队调整连击，中国队追至24平。阿金拉德沃二号位背飞，朱婷四号位冲进打短球得分，25平后中国队拦网触网，四次击球违例，美国队27-25先赢一局。
第二局上来杨珺菁二号位背飞打中后发球失误，中国队配合失误送出，拉尔森四号位进攻造成中国队拦网出界，拉尔森二号位扣斜线打中，中国队开局1-4落后暂停。袁心玥二号位背飞斜线得手，拉尔森四号位扣球得分，朱婷四号位调整攻被拦，中国队拦网出界2-7落后。沈静思上场换下魏秋月，拉尔森三号位进攻被拦，曾春蕾二号位反击打中，朱婷后排进攻失误，第一次技术暂停中国队4-8落后。曾春蕾二号位调整强攻打中，美国队过网击球，希尔四号位开网调整进攻直线打中，朱婷四号位进攻造成对方拦网出界，希尔轻打打在空档，杨珺菁二号位背飞斜线打中，惠若琪后三反击命中，希尔四号位拐弯扣直线得分，曾春蕾后三进攻打手出界，格拉斯二次吊球得手，曾春蕾后二扣直线得手，朱婷四号位扣长线打中，曾春蕾二号位反击打中，中国队13-12反超。
美国队暂停后哈默托二号位定点进攻直线打中，曾春蕾三号位半高球得分，汪慧敏发球美国队调整出界，惠若琪四号位反击得手后轻打被拦，15平后惠若琪四号位调整强攻打手出界，中国队16-15进入第二次技术暂停。美国队连击失误，哈默托三号位近体快打中，墨菲二号位打大斜线得分，美国队追至17平。惠若琪反击打到标志杆，被刘晓彤换下场。刘晓彤四号位进攻打中，墨菲二号位定点进攻中国队拦网出界，曾春蕾后三进攻被拦，单丹娜一传失误，中国队18-21落后请求暂停。希尔四号位开网进攻连续打中，刘晓彤四号位开网强攻打斜线得手。中国队19-23落后。朱婷四号位进攻出界，中国队送出局点。美国队四次球失误，法赛特二号位进攻斜线得分，美国队25-20再赢一局。
第三局上来哈默托三号位短平快打中，曾春蕾二号位扣斜线命中，墨菲二号位扣球打在后排空档，哈默托发球出界，曾春蕾发球得分，希尔四号位拉开进攻打中，中国队开局3-5落后。墨菲发球失误，阿金拉德沃二号位背飞打中，刘晓彤四号位进攻造成对方拦网出界，袁心玥拦网得分，中国队追至6平。阿金拉德沃二号位背飞直线打中，拉尔森持球失误，惠若琪 吊球得分，第一次技术暂停中国队8-7领先。哈默托二号位背飞斜线打中，8平后中国队连得3分，刘晓彤扣球打中，曾春蕾拦网得分后吊球得手，中国队11-8领先美国队暂停。
哈默托扣球下网，拉尔森三号位进攻被袁心玥拦死，惠若琪四号位轻吊得手，中国队14-8扩大优势。拉尔森二号位进攻打中，惠若琪二号位进攻打手出界，希尔四号位拐弯扣直线得分，曾春蕾二号位定点进攻打中，第二次技术暂停中国队16-10领先。刘晓彤处理球得分，墨菲二号位定点进攻打中，希尔扣球接连打中，中国队17-13暂停。惠若琪打手出界，刘晓彤四号位调整攻得手，希尔强攻命中后发球失误，法赛特二号位进攻中国队拦网出界，刘晓彤四号位平拉开得手，哈默托三号位快球打中，中国队21-16领先后连得4分，曾春蕾二号位的强攻打手出界拿下局点，25-16扳回一局。
第四局希尔四号位拐弯扣直线得分，惠若琪四号位进攻打手出界，袁心玥发球下网，哈默托发球也失误，墨菲二号位定点进攻打中，惠若琪四号位打手出界后发球下网，曾春蕾二号位直线命中，拉尔森二号位背飞打中，刘晓彤轻吊得手，沈静思发球得分，刘晓彤扣球下网，两队比分交替上升至6平。刘晓彤四号位进攻被拦后强攻出界，美国队8-6进入第一次技术暂停。暂停后刘晓彤四号位进攻被拦死，被朱婷替换下场，袁心玥拦网得分后朱婷发球得手，墨菲四号位扣球造成中国队拦网出界，朱婷一传失误，惠若琪打手出界后四号位进攻被拦，中国队9-12落后。惠若琪四号位平拉开进攻得手，杨珺箐拦探头过网击球，惠若琪四号位调整强攻出界，中国队10-14落后暂停。
暂停后朱婷后攻得手，阿金拉德沃三号位短平快得分，朱婷四号位开网直线打中，杨珺箐发球得手，法赛特二号位定点进攻打成，第二次技术暂停中国队13-16落后。暂停后朱婷被拦后打探头拿分，随后高点把球摁在对方拦网的手上，中国队追至15-17。法赛特强攻打中，哈默托拦网得手，中国队15-19落后。袁心玥短平快拿分，惠若琪四号位平拉开打死，曾春蕾二号位打手出界，美国队反击出界，中国队成功追至19平。
美国队暂停后，曾春蕾二号位轻摸打手出界，墨菲四号位再进攻又出界，惠若琪与袁心玥双人拦网得分，中国队22-19领先。朱婷发球失误，袁心玥三号位近体快打中，美国队一传失误，希尔四号位扣球得分，阿金拉德沃打探头得分，中国队暂停后希尔反击打手出界，美国队追至23平。曾春蕾二号位强攻被拦，惠若琪四号位打手出界，24平后美国队强攻得分，希尔反击打中，美国队26-24获胜，总比分3-1力克中国队，首次拿到世界三大赛冠军。