Trận đấu hạng 51kg được diễn ra trong tối 25-7 theo giờ địa phương tại Tokyo (Nhật Bản). Nguyễn Thị Tâm mới lần đầu tham dự Olympic tuy nhiên đối thủ của cô, Krasteva Zhelyazkova (Bulgaria) khá dầy dạn kinh nghiệm khi đã ở tuổi 35 và từng góp mặt ở Olympic London (Anh) 2012.
Cuộc so găng diễn ra khá cân bằng trong hiệp đầu tuy nhiên ở các hiệp 2 và 3, đối thủ thể hiện kinh nghiệm và có phần nhỉnh hơn Nguyễn Thị Tâm. Kết thúc thi đấu, chỉ có 2 trọng tài chấm Nguyễn Thị Tâm điểm thắng trong tổng 5 người nên võ sĩ của chúng ta chấp nhận thua chung cuộc 2-3 trước đối thủ, bị loại.
Việc lần đầu giành quyền chính thức dự Olympic đã là một thành tích khích lệ cho riêng Nguyễn Thị Tâm và boxing nữ Việt Nam nên trận đấu với đối thủ Krasteva Zhelyazkova chắc chắn có kỷ niệm đáng nhớ cho VĐV này.
Như vậy, boxing Việt Nam chỉ còn Nguyễn Văn Đương thi đấu tại Olympic Tokyo 2020.