北京时间8月2日17点，奥运会乒乓球男子单打第一场半决赛率先开打，樊振东迎战东道主选手费利克斯·勒布伦，争夺决赛的入场券。最终樊振东直落四局，4-0战胜对手，挺进决赛，将在决赛中对阵巴西选手雨果-卡尔德拉诺和瑞典选手莫雷加德之间的胜者。
在1/4决赛中，樊振东受到了日本选手张本智和的强力挑战，在大比分0-2落后的不利形势下，樊振东顽强拼搏，把比赛拖进决胜局，并最终以4-3战胜对手。而费利克斯·勒布伦的晋级也并不轻松，先后遭遇了德国名将奥恰洛夫和中国台北选手林昀儒，两场比赛都打满了7局。
开局后，两人就陷入了鏖战，比分一直没有拉开，勒布伦的直拍非常有特点，5-5之后樊振东连拿3分取得领先优势，但迅速被对手迅速追平，樊振东顶住压力，连拿3分，以11-8取得开门红。
第二局樊振东开局取得领先，勒布伦紧紧咬住比分，一度以6-5反超比分，樊振东不急不躁，打出6-0的小高潮，以11-6拿下胜利，大比分2-0领先。
第三局伊始，勒布伦利用发球上的变化取得主动，一度取得4-1的领先，樊振东及时调整状态，利用反拍相持球的能力，连拿4分逆转领先，逼迫对手叫停比赛。暂停之后樊振东的防守让对手无可奈何，勒布伦虽然顽强地把比分追到7-10，但还是以7-11丢掉了第三局。
第四局，勒布伦加强了正手搏杀，樊振东以稳健的防守沉着应对，在2-3落后时，连拿4分逆转领先。打丢了一个机会球之后，年轻的勒布伦情绪上出现了波动，也没有暂停机会进行调整，樊振东迅速把比分拉开到10-4，随后勒布伦回球出界，樊振东11-5赢下第四局，以4-0结束比赛，挺进决赛。在决赛中，樊振东对阵巴西选手雨果-卡尔德拉诺和瑞典选手莫雷加德之间的胜者。
