En 2016, la finale des Jeux olympiques de 2016 est remportée par l'équipe des États-Unis, composée de Arman Hall, Tony McQuay, Gil Roberts et LaShawn Merritt, qui s'impose dans le temps de 2 min 57 s 30. Elle devance la Jamaïque (Peter Matthews, Nathon Allen, Fitzroy Dunkley et Javon Francis), médaillée d'argent en 2 min 58 s 16 et les Bahamas (Alonzo Russell, Michael Mathieu, Steven Gardiner et Chris Brown), troisièmes en 2 min 58 s 49. La Belgique et le Botswana, respectivement 4e et 5e de l'épreuve, établissent de nouveaux records nationaux[31]. En 4e position après le premier passage de témoin, le relais américain se porte en tête par Tony McQuay, talonné par le 2e relayeur botswanais, Karabo Sibanda. Quatrième relayeur, LaShawn Merritt fait une différence décisive sur ses adversaires dans le dernier tour pour remporter le titre, huit ans après sa première médaille d'or dans cette épreuve.
En 2021 à Tokyo, le relais américain conserve son titre lors des Jeux olympiques de 2020 en réalisant en finale la deuxième meilleure performance chronométrique aux Jeux olympiques et la quatrième meilleure performance de tous les temps en 2 min 55 s 70[32], à 31/100e de seconde seulement du record olympique. L'équipe des États-Unis, composé de Michael Cherry et Michael Norman, seulement 4e et 5e de l'épreuve individuelle, Bryce Deadmon et Rai Benjamin, vice-champion olympique du 400 m haies, devance l'équipe des Pays-Bas (Liemarvin Bonevacia, Terrence Agard, Tony van Diepen et Ramsey Angela) qui établit un nouveau record national en 2 min 57 s 18 après l'avoir déjà amélioré lors des séries. Le Botswana (Isaac Makwala, Baboloki Thebe, Zibane Ngozi et Bayapo Ndori) prend la troisième place en établissant un nouveau record d'Afrique en 2 min 57 s 27, record qu'ils avaient également battu en séries[33]. Deux autres records nationaux sont améliorés lors de cette finale : celui de la Belgique (4e) en 2 min 57 s 88 et celui de l'Italie (7e) en 2 min 58 s 91.
Le relais féminin fait sa première apparition aux jeux de Munich en 1972 ; l'équipe d'Allemagne de l'Est domine l'épreuve en établissant un nouveau record du monde pendant les séries en 3 min 28 s 5, marque améliorée en finale de cinq secondes en finale. Dagmar Käsling, Rita Kühne, Helga Seidler et Monika Zehrt compose l'équipe victorieuse, relais déjà championne d'Europe l'année précédente hormis le remplacement de Käsling qui a remplacé Ingelore Lohse. Alignée en individuelle, Zehrt avait décroché le titre tandis que Seidler avait terminé au pied du podium à la quatrième place.
L'épreuve des Jeux de Moscou en 1980 est marqué par le boycott de plusieurs pays dont le relais américain et voit le relais soviétique s'imposer de deux dixièmes devant le relais est-allemand.
La revanche est pris aux jeux 1988 avec l'Union soviétique qui est de nouveau titré, record mondial à la clé en 3 min 15 s 17 qui est encore la référence de nos jours. L'équipe est composée de Tatyana Ledovskaya (médaille d'argent sur 400 m haies), Olga Nazarova (médaille de bronze sur 400 m), Mariya Pinigina et Olga Bryzgina (médaille d'or sur 400 m).
L'équipe américaine reste toujours battue et il faut attendre les jeux d'Atlanta en 1996 pour qu'elle s'impose devant son public avec Rochelle Stevens, Maicel Malone, Kim Graham et Jearl Miles. Le titre marque la domination des américaines qui ne perdront plus de finale olympique. On notera l'apparition du Nigéria sur la deuxième place grâce notamment à Falilat Ogunkoya et Fatima Yusuf qui s'étaient illustrées en individuel.
Aux jeux de Sydney en 2000, le relais américain gagne sa septième médaille avec l’or obtenu par Jearl Miles-Clark, Monique Hennagan, Marion Jones et LaTasha Colander. La course avait été marqué par l'effort héroïque de Cathy Freeman pour l'Australie mais franchissant la ligne en quatrième position. En 2007, à la suite du dopage avéré de l'Américaine Jones, le Comité international olympique disqualifie le relais américain et lui retire la médaille d'or mais la décision fut annulé en appel en 2010 au titre que statuant que les règlements en vigueur en 2000 ne permettaient pas de disqualifier des équipes entières en raison du dopage d'une athlète[36]. Les trois autres finalistes ainsi qu'Andrea Anderson qui avait participer aux séries, se voient réattribuer la médaille d'or. L'année 2000 voit également la montée en puissance des athlètes jamaïcaine qui monteront sur le podium à chaque édition suivante.
DeeDee Trotter (5e en 400 m), Monique Henderson, Sanya Richards (6e en 400 m) et Monique Hennagan (4e en 400 m) occupent la première place dans le podium du relais des jeux d'Athènes en 2004 en un temps de 3 min 19 s 01. La finale est marquée par la mésavanture du relais grec au moment du deuxième passage de relais : alors qu'elle était à la sixième place, Dimitra Dova a été bousculée par sa coéquipière Hrisoula Goudenoudi. Dova a essayé de réparer sa chaussure, puis est entrée dans le champ intérieur avec frustration avant de retourner sur la piste. La Grèce finira dernière avec plus de 17 secondes après l'avant-dernier finaliste.
Depuis 2008
Les deux olympiades suivantes furent marquées par les victoires américaines et des chamboulements de classement liés au dopage : en 2008, La Russie, initialement 2e de la course, est disqualifiée en 2015 pour dopage. La Jamaïque récupère la médaille d'argent tandis que la Biélorussie s'octroie le bronze. Mais le 25 novembre 2016, cette équipe est déchue du bronze à la suite du test positif de Sviatlana Usovich. Par conséquent, l'équipe Britannique récupère cette médaille de bronze. L'équipe de Russie, initialement deuxième de l'épreuve de 2012, est disqualifiée en 2017 à cause du dopage d'Antonina Krivoshapka. La Jamaïque récupère la médaille d'argent et l'Ukraine la médaille de bronze.
Aux Jeux Olympiques de 2020 à Tokyo, les Etats-Unis alignent une véritable Dream Team en finale avec Athing Mu, championne olympique sur 800 m, Sydney McLaughlin, championne olympique sur 400 m haies avec un nouveau record du monde, Dalilah Muhammad, vice-championne olympique sur 400 m haies, et enfin Allyson Felix, médaillée de bronze sur 400 m quelques jours plus tôt. Sans surprise, les Américaines écrasent la course en signant en 3 min 16 s 85 le cinquième meilleur temps de l'histoire et le plus rapide depuis 1993. Allyson Felix s'adjuge ainsi sa quatrième médaille d'or olympique consécutive dans cette épreuve, son septième titre olympique et sa onzième médaille au total[37]. La Pologne s'empare de la médaille d'argent en 3 min 20 s 53, nouveau record national, tandis que la Jamaïque décroche la médaille de bronze en 3 min 21 s 24, obtenant ainsi son sixième podium olympique d'affilée dans cette épreuve.
A Tokyo, l'équipe de Pologne, composée de Karol Zalewski, Natalia Kaczmarek, Justyna Swiety-Ersetic et Kajetan Duszynski, remporte le premier titre olympique de l'histoire du 4 x 400 m mixte en s'imposant dans le temps de 3 min 09 s 87[42]. Derrière, la République dominicaine arrache la médaille d'argent pour un centième devant les Etats-Unis, qui s'avançaient pourtant comme les grands favoris de cette épreuve. Les Américains avaient initialement été disqualifiés lors des séries pour un passage de témoin hors-zone entre le premier et le deuxième relais, mais avaient finalement été repêché après appel, le jury reconnaissant que les officiels japonais avaient mal positionné sur la piste la deuxième relayeuse Lynna Irby[43].
Un relais de 1 600 m s'est déroulé en 1908 à Londres. Les distances à parcourir étaient de 200 m pour les deux premiers relayeurs, puis de 400 m pour le troisième relayeur, et enfin de 800 m pour le dernier relayeur[44].
↑L'équipe des États-Unis est disqualifiée en 2008 à la suite du dopage d'Antonio Pettigrew. Le Nigeria récupère en conséquence la médaille d'or.
↑L'équipe de Russie, initialement troisième de l'épreuve, est disqualifiée en 2016 à la suite du dopage de Denis Alekseyev. La Grande-Bretagne récupère en conséquence la médaille de bronze.
↑L'Américaine Crystal Cox, qui a participé aux séries, admet avoir utilisé des stéroïdes anabolisants de 2001 à 2004. Le CIO a décidé de retirer la médaille d'or de Crystal Cox et a demandé à l'IAAF de prendre une décision concernant l'équipe américaine. Le CIO et l'IAAF décident finalement de maintenir le résultat en raison du fait qu'une équipe ne doit pas être disqualifiée en raison d'une infraction de dopage par un athlète qui n'a pas participé à la finale.
↑La Russie, initialement 2e de la course, est disqualifiée en 2015 pour dopage (Anastasiya Kapachinskaya et Tatyana Firova). La Jamaïque récupère la médaille d'argent tandis que la Biélorussie s'octroie le bronze. Mais le 25 novembre 2016, cette équipe est déchue du bronze à la suite du test positif de Sviatlana Usovich. Par conséquent, l'équipe britannique récupère cette médaille de bronze.
↑L'équipe de Russie, initialement deuxième de l'épreuve, est disqualifiée en 2017 à cause du dopage d'Antonina Krivoshapka. La Jamaïque récupère la médaille d'argent et l'Ukraine la médaille de bronze.
↑ abcde et fLes athlètes ayant participé aux séries des relais sont également médaillés.