| Tempo | Recordista | Data |
| 5:46.6 | Sylvia Ruuska, Estados Unidos | 27/06/1958 |
| 5:43.7 | Sylvia Ruuska, Estados Unidos | 01/08/1958 |
| 5:41.1 | Sylvia Ruuska, Estados Unidos | 24/02/1959 |
| 5:40.2 | Sylvia Ruuska, Estados Unidos | 17/07/1959 |
| 5:36.5 | Donna de Varona, Estados Unidos | 15/07/1960 |
| 5:34.5 | Donna de Varona, Estados Unidos | 11/08/1961 |
| 5:29.7 | Donna de Varona, Estados Unidos | 02/06/1962 |
| 5:27.4 | Sharon Finneran, Estados Unidos | 26/07/1962 |
| 5:24.7 | Donna de Varona, Estados Unidos | 26/07/1962 |
| 5:21.9 | Sharon Finneran, Estados Unidos | 28/07/1962 |
| 5:16.5 | Donna de Varona, Estados Unidos | 10/03/1964 |
| 5:14.9 | Donna de Varona, Estados Unidos | 30/08/1964 |
| 5:11.7 | Claudia Kolb, Estados Unidos | 09/07/1967 |
| 5:09.7 | Claudia Kolb, Estados Unidos | 01/08/1967 |
| 5:08.2 | Claudia Kolb, Estados Unidos | 19/08/1967 |
| 5:04.7 | Claudia Kolb, Estados Unidos | 24/08/1968 |
| 5:02.97 | Gail Neal, Austrália | 09/07/1972 |
| 5:01.10 | Angela Franke, Alemanha Oriental | 18/08/1973 |
| 4:57.51 | Gudrun Wegner, Alemanha Oriental | 06/09/1973 |
| 4:52.42 | Ulrike Tauber, Alemanha Oriental | 21/08/1974 |
| 4:52.20 | Ulrike Tauber, Alemanha Oriental | 07/06/1975 |
| 4:48.79 | Birgit Treiber, Alemanha Oriental | 01/06/1976 |
| 4:42.77 | Ulrike Tauber, Alemanha Oriental | 24/07/1976 |
| 4:40.83 | Tracy Caulkins, Estados Unidos | 23/08/1978 |
| 4:39.96 | Petra Schneider, Alemanha Oriental | 30/03/1980 |
| 4:38.44 | Petra Schneider, Alemanha Oriental | 27/05/1980 |
| 4:36.29 | Petra Schneider, Alemanha Oriental | 26/07/1980 |
| 4:36.10 | Petra Schneider, Alemanha Oriental | 01/08/1982 |
| 4:34.79 | Chen Yan, China | 13/10/1997 |
| 4:33.59 | Yana Klochkova, Ucrânia | 16/09/2000 |
| 4:32.89 | Katie Hoff, Estados Unidos | 01/04/2007 |
| 4:31.46 | Stephanie Rice, Austrália | 22/03/2008 |
| 4:31.12 | Katie Hoff, Estados Unidos | 29/06/2008 |
| 4:29.45 | Stephanie Rice, Austrália | 10/08/2008 |
| 4:28.43 | Ye Shiwen, China | 28/07/2012 |
| 4:26.36 | Katinka Hosszu, Hungria | 06/08/2016 |
| 4:25.87 | Summer McIntosh, Canadá | 01/04/2023 |
| 4:24.38 | Summer McIntosh, Canadá | 16/05/2024 |