8月5日晚，东京奥运会兵乒球女子团体决赛，由王曼昱、陈梦、孙颖莎组成的中国队，以3比0横扫由伊藤美诚、平野美宇、石川佳纯组成的东道主日本队，摘得金牌。这是中国体育代表团在本届奥运会获得的第34枚金牌，也是黑龙江省在本届奥运会上夺得的首枚金牌，更是王曼昱个人职业生涯中，收获的第一枚奥运金牌。
首场女双比赛，由中国组合陈梦/王曼昱对阵日本组合石川佳纯/平野美宇。首局，日本组合上来就针对中国组合的左半台出手，比分一直压着打，但也并未拉开，双方一路从1平战至3平。日本组合连下2分，5-3领先。陈梦/王曼昱追回1分后，日本组合又连下2分，7-4领先3分。不过，5-8落后时，中国组合连下3分，追成8平。关键时刻，日本组合连下2分，10-8拿到局点。陈梦/王曼昱挽救1个局点后，以9-11先输一局。
第二局，陈梦/王曼昱加强发球变化，开局4-0领先。日本组合追回1分后，中国组合又是打出一波5-0，领先优势扩大为9-1。日本组合再追1分后，陈梦/王曼昱以10-2拿到局点。日本组合连救4个局点后，中国组合以11-6扳回一局。第三局，日本组合打得更加积极，在开局0-1后，先后取得2-1、4-2、6-4、7-6的领先。但中国组合先后追成2平4平6平7平，并以8-7反超。日本组合追成8平后，中国组合连下3分，11-8再胜一局。
第四局，中国组合在开局0-1后连下2分，2-1反超。日本组合虽然连续追成2平3平，但中国组合在3平后连下2分，5-3拉开分差，日本队叫了暂停。暂停回来，中国组合又连下2分，7-3领先。日本组合打了个重复落点，追回1分后，中国队叫了暂停。暂停回来，日本组合又打了1个重复落点。中国组合8-5领先后，日本组合连追2分，7-8。关键时刻，中国组合连下3分，以11-7再拿一局，大比分3-1（9-11/11-6/11-8和11-7）逆转为中国队先拿1分。4局比赛共用时44分钟。
第二场女单比赛，由中国队的孙颖莎对阵日本队的伊藤美诚。孙颖莎以3比1战胜伊藤美诚，帮助中国队再下一城。
第三场女单比赛，由中国队的王曼昱对阵日本队的平野美宇。首局，双方开局比分紧咬，一路从1平战至3平。王曼昱在2-3落后时，打出一波4-0，以6-3反超。平野美宇追回1分后，王曼昱再次打出一波4-0，以10-4拿到局点。平野美宇挽救1个局点后，以5-11先输一局。第二局，王曼昱开局3-0领先，日本队叫暂停。暂停回来，平野美宇打出一波4-0，以4-3反超。王曼昱追成4平后，平野美宇再次连下3分，7-4领先。但此后，王曼昱也连下4分，8-7再次领先。平野美宇连下2分，9-8反超后，王曼昱连下3分，以11-9再胜一局。
第三局，王曼昱开局3-0领先，并很快打成了6-1。此后平野美宇连追2分，中国队叫了暂停。暂停回来，王曼昱打出一波5-0，以11-3再胜一局，大比分3-0（11-5/11-9和11-3）为中国队再拿1分。3局比赛共用时31分钟。
本届奥运会，王曼昱是作为替补运动员随队来到东京的。由于老将刘诗雯肘伤复发，王曼昱顶替出战女团比赛。尽管如此，王曼昱依旧迅速进入比赛状态，帮助中国队一路过关斩将，战胜奥地利、新加坡、德国、日本摘得金牌。
赛后，黑龙江省乒乓球队总教练王飞激动地说：“王曼昱这场比赛，双打和打单都打得非常漂亮！非常完美！作为带过王曼昱的教练，见证弟子夺得奥运金牌，我的心情也非常高兴和激动。这块金牌是王曼昱的第一块奥运金牌，也是咱们省女子乒乓球的第一块奥运金牌，实现了历史性突破。这是她的第一次参加奥运会，她还非常年轻，希望她能够拿到更多的奥运金牌，为国争光、为家乡争光！
省体育局观看比赛现场黑龙江省人民政府副秘书长王大为，省体育局、哈尔滨体育学院、省球类运动管理中心的相关领导和工作人员，以及省体育局退休老干部集中收看了比赛实况，见证了王曼昱奥运夺冠的历史时刻。
