De 100 meter vlinderslag vrouwen op de Olympische Zomerspelen 2020 vond plaats op 24 juli (series), 25 juli (halve finale) en 26 juli 2021 (finale). Na afloop van de series kwalificeerden de zestien snelste zwemmers zich voor de halve finales, de snelste acht uit de halve finales gingen door naar de finale. Regerend olympisch kampioene was Sarah Sjöström.

Records 
Voorafgaand aan het toernooi waren dit het wereldrecord en het olympisch record

Uitslagen

Series

Halve finales

Finale

Bronvermelding 
  Uitslag series
  Uitslag halve finales
  Uitslag finale

Vrouwen vlinderslag 100