Trịnh Thu Vinh tranh tài cùng 39 xạ thủ khác, chia làm 2 lượt bắn. Luật thi đấu quy định nội dung 25m súng ngắn thể thao nữ có 2 bài bắn nhanh và bắn chậm. Mỗi bài có 6 loạt bắn, mỗi loạt 5 viên đạn, rồi tính tổng điểm. Vòng loại 25m súng ngắn thể thao nữ chọn ra 8 xạ thủ điểm cao nhất vào chung kết.
Sau 30 viên ở bài bắn chậm, Thu Vinh giành tổng điểm là 290, đứng thứ năm, kém ngôi đầu của vận động viên Veronica Major (Hungary) 4 điểm. Xạ thủ sinh năm 2000 kém 5 vị trí xếp trên 1 điểm, nhưng cũng chịu sự cạnh tranh quyết liệt khi có 4 người khác cũng đạt 290 điểm, chỉ hơn về số pha bắn trúng hồng tâm.
Trịnh Thu Vinh bước vào bài bắn nhanh vào lúc 17 giờ và thi đấu xuất sắc để tạo nên cú bứt phá. Với bắn nhanh, mỗi xạ thủ có 7 giây chuẩn bị tư thế bắn với tay cầm súng ở góc 45 độ, sau đó có 3 giây thực hiện ngắm bắn.
Trịnh Thu Vinh đạt phong độ tốt ở nửa đầu, khi bắn 15 phát liền đạt điểm 10. Ở 5 lần bắn tiếp theo, cô giành thêm 3 điểm 10 và 2 điểm 9, để kết thúc 2 loạt bắn với lần lượt 100 và 98 điểm. Đến loạt cuối, Thu Vinh có thêm 9 điểm tuyệt đối để đạt 99 điểm. Trịnh Thu Vinh xuất sắc dẫn đầu loạt bắn nhanh đầu tiên với 297 điểm. Cộng với 290 điểm từ loạt bắn chậm trước đó, Thu Vinh đang có tổng cộng 587 điểm với 25 lần bắn trúng hồng tâm (587 - 25x), trung bình 9,783 điểm. Đây có thể coi là loạt đạn xuất thần của xạ thủ Việt Nam với 27 điểm 10 và chỉ 3 lần đạt 9 điểm. Số điểm trung bình ở riêng phần thi bắn nhanh của Thu Vinh đạt 9,9 điểm.
Trịnh Thu Vinh xếp vị trị thứ tư tại vòng loại và sẽ tranh tài chung kết nội dung 25m súng ngắn thể thao nữ vào 14 giờ 30 ngày 3/8. Tại chung kết, sau 5 loạt bắn (áp dụng luật bắn nhanh) tích luỹ, kể từ loạt bắn thứ sáu, cứ sau mỗi loạt bắn sẽ loại 1 vận động viên có ít điểm hit (1 hit là 1 viên đạn đạt 10,3 điểm trở lên hướng vào càng gần tâm càng tốt) nhất sẽ bị loại, cho tới khi xác định chủ nhân của các tấm huy chương vàng, huy chương bạc, huy chương đồng.
Đây là nội dung thi cuối cùng của Trịnh Thu Vinh tại Olympic Paris 2024. Trước đó, cô vượt qua vòng loại, rồi đứng thứ tư ở chung kết 10m súng ngắn hơi nữ. Cô trở thành xạ thủ Việt Nam thứ hai vào chung kết một nội dung bắn súng Olympic, sau Hoàng Xuân Vinh - huyền thoại giành huy chương vàng 10m và huy chương bạc 50m súng ngắn hơi nam Rio 2016.
Chủ tịch Liên đoàn Bắn súng Việt Nam Đỗ Văn Bình đã thưởng "nóng" 100 triệu cho xạ thủ Trịnh Thu Vinh sau khi vào chung kết 25m súng ngắn thể thao nữ Olympic Paris 2024.
