Tijdens de Olympische Zomerspelen van 2008 in Peking (China) won Steffen de 100 meter vrije stijl, waarbij hij de wereldrecordhouder Libby Trickett uit Australië op de laatste slag inhaalde. Steffen bereikte het doel in 53,12 seconden, waarmee ze haar eigen Olympisch record van 53,38 verbeterde op de eerste etappe van de 4 × 100 m vrije stroom. Steffen versloeg Dara Torres en won de 50 meter vrij.
goud met een tijd van 24,06 seconden, wint met 0,01 seconden.