이주호는 29일 오전 일본 도쿄 아쿠아틱스센터에서 열린 도쿄올림픽 남자 배영 2000m 준결선 1조 레이스에서 1분56초93을 기록하며 출전선수 8명 중 7위로 레이스를 마쳤다. 이날 이주호는 5레인에 나왔다. 한국 남자 배영 역사상 첫 준결선 출전이었다. 이주호는 앞서 준결선 5예선에서 1분56초77로 자신의 한국 신기록을 경신하며 출전 선수 29명 중 4위로 준결선 무대에 올랐다.
레이스 초반 페이스는 나쁘지 않았다. 이주호는 첫 50m에서 27초35의 구간 기록을 보이며 3위 페이스를 유지했다. 그러나 100m 구간을 지나며 페이스가 떨어졌다. 150m 구간 기록이 가장 저조했다. 30초57을 기록했다. 결국 7위로 터치패드를 찍었다. 2조 레이스까지 펼쳐진 결과 이주호는 합산 기록 11위로 결선 진출에 실패했다.