8月2日17點，奧運會乒乓球男子單打第一場半決賽率先開打，樊振東迎戰東道主選手費利克斯·勒布倫，爭奪決賽的入場券。最終樊振東直落四局，4-0戰勝對手，挺進決賽，將在決賽中對陣巴西選手雨果-卡爾德拉諾和瑞典選手莫雷加德之間的勝者。

在1/4決賽中，樊振東受到了日本選手張本智和的強力挑戰，在大比分0-2落后的不利形勢下，樊振東頑強拼搏，把比賽拖進決勝局，并最終以4-3戰勝對手。而費利克斯·勒布倫的晉級也并不輕松，先后遭遇了德國名將奧恰洛夫和中國台北選手林昀儒，兩場比賽都打滿了7局。

開局后，兩人就陷入了鏖戰，比分一直沒有拉開，勒布倫的直拍非常有特點，5-5之后樊振東連拿3分取得領先優勢，但迅速被對手迅速追平，樊振東頂住壓力，連拿3分，以11-8取得開門紅。

第二局樊振東開局取得領先，勒布倫緊緊咬住比分，一度以6-5反超比分，樊振東不急不躁，打出6-0的小[高·潮]，以11-6拿下勝利，大比分2-0領先。

第三局伊始，勒布倫利用發球上的變化取得主動，一度取得4-1的領先，樊振東及時調整狀態，利用反拍相持球的能力，連拿4分逆轉領先，逼迫對手叫停比賽。暫停之后樊振東的防守讓對手無可奈何，勒布倫雖然頑強地把比分追到7-10，但還是以7-11丟掉了第三局。

第四局，勒布倫加強了正手搏殺，樊振東以穩健的防守沉著應對，在2-3落后時，連拿4分逆轉領先。打丟了一個機會球之后，年輕的勒布倫情緒上出現了波動，也沒有暫停機會進行調整，樊振東迅速把比分拉開到10-4，隨后勒布倫回球出界，樊振東11-5贏下第四局，以4-0結束比賽，挺進決賽。在決賽中，樊振東對陣巴西選手雨果-卡爾德拉諾和瑞典選手莫雷加德之間的勝者。