김서영은 26일 오후 7시43분 일본 도쿄아쿠아틱센터에서 열린 도쿄올림픽 여자 개인혼영 200m 예선에서 2분11초54로 터치패드를 찍었다. 27명의 출전선수 중 15위로 준결승 진출을 확정지었다.마지막 4조 6번 레인에서 '세계최고기록 레전드' 카틴카 호스주(헝가리)가 4레인, 2분08초87의 호기록을 보유한 알렉스 웰시(미국), '일본 에이스' 데라무라 미호가 5레인에 나섰다. 첫 접영 구간을 27초98 2위로 통과했다. 배영구간을 1분01초00, 3위로 통과한 후 평영을 시작했다. 평영구간을 1분39초81, 5위로 통과한 후 마지막 자유형을 2분11초54로 마무리했다. 김서영은 27명 중 전체 15위로 상위 16위까지 오르는 준결승 진출에 성공했다.
런던, 리우에 이어 도쿄에서 세 번째 올림픽 무대에 선 김서영의 목표는 오직 "개인 최고 기록 경신"이다. 도쿄올림픽 엔트리 기록은 2019년 5월 헝가리 부다페스트 경영월드컵에서 수립한 2분09초97. 올 시즌 최고 기록은 지난 5월 10일 도쿄올림픽 국가대표 선발전에서 기록한 2분10초66다.