北京时间8月13日凌晨，中国女篮迎来了奥运会的第四场比赛，对手是塞尔维亚。尽管首节落后10分，但中国女篮还是在第二节中段连续远投命中反超比分，但好景不长，第三节中国队单节只拿到9分，第四节刚开始便已经落后多达27分，最终，中国女篮也以72-80不敌塞尔维亚，1胜3负的中国女篮出线只存在渺茫的理论可能了。四节具体比分为：14-24、20-16、9-26、29-14（中国在前）。

　　比赛开始后安娜便突破上篮完成2+1，露雯底线跳投成功还以颜色，尽管邵婷转身上篮也中，但塞尔维亚开局手感火烫，他们又连续三次进攻均命中，尽管黄红中投命中，但佩特洛维奇命中三分，分差6分。中国女篮多次在三分线上出现空位投篮机会，但3次三分出手全部落空，幸好这段时间对手手感下滑，分差依然是6分。黄思静抛投成功，但双方却依然手感全无，多次回合均无功而返。安娜2罚2中，赵志芳中投命中，佩特洛维奇侧翼突破成功，但陈楠中投也中，分差回到4分。这段时间双方手感开始回暖。安娜出手再中，中国队失误，佩特洛维奇出手成功，赵志芳分球失误，米利卡-达波维奇2罚2中，首节比赛结束，中国队14-24落后塞尔维亚10分。

　　第二节开始后陈晓佳便上篮成功，接着孙梦然二次进攻得手，在对手失误后，中国队快攻，孙梦然上篮再添2分，中国队连拿6分，将分差缩小到4分。塞尔维亚连拿4分，黄红中投成功，随后陈晓佳命中中国队第一个三分球，分差回到3分。4分21秒，陈晓佳组织快攻，助攻高颂再中一记三分，中国队终于扳平了比分。塞尔维亚刚刚2罚2中，中国队便打快攻，露雯侧翼三分命中，帮助中国队反超比分。露雯跳投完成2+1，安娜回敬一球，双方再次战平。塞尔维亚4罚4中继续领先，赵志芳中投落空，佩吉压哨补篮成功，上半场比赛结束，中国队也以34-40落后塞尔维亚6分。

　　下半场开始后中国队攻防不佳，被对手连拿6分，分差被拉大到12分，中国队被迫暂停。暂停后中国队连续三次失误，佩特洛维奇快攻上篮成功，分差来到14分。5分58秒，高颂转身跳投成功，这也是中国女篮本节的首次得分。但速度极快的塞尔维亚又连拿4分，分差已经来到了16分，中国队再次暂停。然而暂停后中国女篮攻防依然问题很大，得分非常困难，防守也在对手的快速进攻中毫无办法，在对手连续两次快攻得手后，分差已经拉大到22分。在中国队压哨补篮成功后，三节比赛结束，中国队以43-66落后塞尔维亚23分。

　　进入第四节后塞尔维亚依然攻势不减，她们很快领先到27分。此后中国女篮打出小高潮，孙梦然与孙梦昕先后命中三分，随后孙梦然又连罚带投拿到5分，将分差缩小到18分，塞尔维亚暂停。安娜上篮成功，孙梦然强攻得手，黄思静补篮也中，在对手2罚2中后，黄思静也命中三分，分差只有14分。塞尔维亚连拿4分，邵婷造成犯规2罚2中，赵志芳中投也中，分差回到14分，比赛不足2分钟。陈晓佳命中三分，但中国队此后连续丢掉4个前场篮板球，并被佩特洛维奇造成犯规2罚1中，比赛没有悬念。最终，中国女篮也以72-80不敌塞尔维亚。