威廉姆斯姐妹在女单1/4决赛早早出局，因此她俩将注意力转移到女双比赛中。作为赛会2号种子，这对美国组合在女双赛场具有很强的竞争力。威廉姆斯姐妹曾多次获得大满贯女双冠军，女双决赛她俩的对手是赛会4号种子西班牙组合加里奎斯/帕斯奎尔，后者在女双半决赛力擒中国组合郑洁/晏紫。

　　第一盘比赛前3局，威廉姆斯姐妹和加里奎斯/帕斯奎尔都打得较为谨慎，双方各自保住自己发球局。第4局，威廉姆斯姐妹成功破发并以3-1领先。紧接着3局，两对组合各自拿下自己发球局。关键的第8局，威廉姆斯姐妹又一次破发成功。这样，威廉姆斯姐妹用时37分钟以6-2赢得首盘胜利。

　　首盘的胜利增强了威廉姆斯姐妹的自信心，这对美国组合在第二盘第2局成功破发并很快以3-0领先。加里奎斯/帕斯奎尔的自信心受到一定的影响，威廉姆斯姐妹在第4局再度破发成功。此后的比赛，加里奎斯/帕斯奎尔没有任何机会，威廉姆斯姐妹第二盘送出鸭蛋，并以总比分2-0击败加里奎斯/帕斯奎尔，夺取北京奥运会女双金牌。

　　在这场用时1小时06分钟的比赛中，威廉姆斯姐妹一共发出6个ACE球。在发球环节，这对美国组合占据绝对上风。整场比赛，威廉姆斯姐妹11次破发机会有5次破发成功；而加里奎斯/帕斯奎尔没有获得1次破发机会。总得分上，加里奎斯/帕斯奎尔比威廉姆斯姐妹少得26分。