Huy Hoàng thi đấu vòng loại 800m tự do nam ở lượt thi đấu thứ 2 trong tối 27-7 theo giờ địa phương tại Olympic Tokyo 2020 cùng các đối thủ tới từ Australia, Hungary, Bồ Đào Nha, Hy Lạp, Trung Quốc và Serbia.
Trong 2/3 quãng đường bơi của cuộc đua, Huy Hoàng và VĐV Reid Zac (Australia) luôn so kè để dẫn đầu lượt vòng loại. Bước vào vòng cuối, Huy Hoàng tăng tốc để tìm một vị trí về nhất lượt vòng loại nhưng không thành công và chỉ xếp hạng nhì với thông số 7'54"16. Xếp nhất cuộc đua vòng loại thứ 2 là Reid Zac với kết quả 7'53"06.
Thông số trên đã thấp hơn kết quả mà Huy Hoàng từng có để vượt chuẩn A Olympic giành vé chính thức dự Olympic Tokyo 2020 mà nam VĐV Việt Nam đạt được khi đấu giải vô địch thế giới 2019 là 7'52"74.
Huy Hoàng sẽ dự tranh nội dung 1500m tự do tại Olympic Tokyo 2020 ở các ngày tiếp theo.