2008年8月13日第29届北京奥运会男子4X200米自由泳接力决赛，美国队以6分58秒56书写下此项新的世界纪录。菲尔普斯也获得了本届奥运个人自己的第5枚金牌，也是他在奥运会上获得的第11枚金牌，成为奥运会历史上夺金牌最多的选手，之前的奥运会金牌总数纪录是由“飞行的芬兰人”努尔米在1920、1924和一1928年三届奥运会上创造的个人九金最高纪录。保持九金纪录的还有施皮茨、刘易斯和拉蒂尼娜。
2008年8月15日北京奥运会男子200米混合泳，他以1分54秒23的成绩打破自己保持的世界纪录，为个人本届奥运会第6金，个人第12枚奥运金牌。
2008年8月16日，10：10分，菲尔普斯在水立方以50.58的成绩夺得男子蝶泳100米冠军，这是他在本届奥运会上获得的第7金，他这个成绩也又破奥运纪录。
2008年8月17日，北京奥运会游泳比赛水立方的收官之战男子4x100米混合泳接力决赛落幕，美国队在菲尔普斯的带领下获得金牌，菲尔普斯也成功地打破了前辈施皮茨单届奥运会获得七金的纪录，独揽八枚金牌，成为了水立方最大的赢家。

主要成绩

　      2000年悉尼奥运会200米蝶泳第五名；
　　 2001年世锦赛200米蝶泳冠军，并打破世界纪录(1:54.58)；
　　 2002年泛太平洋锦标赛200米、400米个人混合泳冠军，200米蝶泳亚军，4×100米混合泳接力冠军并打破世界纪录(3:33.48)，4×200米自由泳接力亚军；
　　 2003年世锦赛200米蝶泳、200米、400米个人混合泳、4×100米混合泳接力冠军，并5次打破世界纪录；
　　 2004年雅典奥运会男子200米、400米个人混合泳，100米、200米蝶泳，4×200米自由泳接力和4×100米混合泳接力金牌，与名将施皮茨保持的一届奥运会夺7枚金牌的纪录擦肩而过，200米自由泳和4×100米自由泳接力铜牌；
　　 2004年短池世锦赛男子200米自由泳冠军。
　　 2006年泛太平洋赛男子400米个人混合泳和4×200米自由泳接力冠军，男子200米蝶泳冠军，4×100米自由泳接力冠军，并打破世界纪录(3：12.46)，200米个人混合泳冠军并打破世界纪录(1：55.84)。
　　 2007年游泳世锦赛200米、400米混合泳冠军；100米、200米蝶泳冠军；200米自由泳冠军；4×100米、4×200米自由泳接力冠军。
　　 2008年北京奥运会，在男子400米个人混合泳决赛中，以4分03秒84的成绩，打破自己创造的4分05秒的世界记录，夺取该项目金牌；北京时间8月11日，在男子4x100自由泳接力中，以3分08秒24的成绩再次刷新世界纪录，收获了第二块金牌；菲尔普斯再获200米自由泳冠军,斩获第三金，并再次刷新世界纪录；男子200米蝶泳决赛，菲尔普斯以获得了他在本次奥运会的第四枚金牌。男子4×200米自由泳接力，美国队以6分58秒56打破世界纪录并夺冠，菲尔普斯夺取个人本届奥运会的第五金。在男子200米个人混合泳决赛中，以1:54.23的成绩打破世界纪录，菲尔普斯夺取个人本届奥运会的第六金。在男子100米蝶泳决赛中，以50.58的成绩获得冠军，菲尔普斯夺取个人本届奥运会的第七金。