| 出场名单 | ||||
|---|---|---|---|---|
| 名次 | 国家/地区 | 运动员(号码) | 道次/出场顺序 | 成绩 |
| 1 |  埃塞俄比亚 |
T-迪巴巴 (445649) | 6 | 15:41.40 |
| 2 |  土耳其 |
阿贝莱格塞 (443160) | 3 | 15:42.74 |
| 3 | 埃塞俄比亚 |
德法尔 (356080) | 13 | 15:44.12 |
| 4 |  肯尼亚 |
齐亚沃特-基贝尔 (627862) | 8 | 15:44.96 |
| 5 | 肯尼亚 |
切鲁伊约特 (313319) | 2 | 15:46.32 |
| 6 |  俄罗斯 |
舍巴科霍娃 (431048) | 5 | 15:46.62 |
| 7 | 土耳其 |
阿莱米图-贝克勒 (597731) | 9 | 15:48.48 |
| 8 | 埃塞俄比亚 |
梅尔卡姆 (470982) | 4 | 15:49.03 |
| 9 |  美国 |
古切尔 (594421) | 14 | 15:49.39 |
| 10 | 美国 |
弗拉纳甘 (566117) | 1 | 15:50.80 |
| 11 | 肯尼亚 |
切洛诺 (458709) | 15 | 15:51.78 |
| 12 | 俄罗斯 |
加尔金娜 (735228) | 7 | 15:56.97 |
| 13 |  中国 |
薛飞 (626141) | 10 | 16:09.84 |
| 14 | 美国 |
雷内斯 (343449) | 11 | 16:34.63 |
| 15 |  加拿大 |
梅特卡尔夫 (629138) | 12 | 17:06.82 |
说明：如有成绩为空、名次为空或为零的情况出现，则表示运动员/队弃权、未能完成比赛或遭到取消成绩处罚。
女子5000米奥运纪录:14分40秒79(保持者:卡布瑞拉-萨博)
女子5000米世界纪录:14:11.15(保持者:迪巴巴(Tirunesh Dibaba))
