Przebieg zawodów Poz. – pozycja – rekord świata | – rekord krajowy | – rekord życiowy | = – wyrównany rekord życiowy | – najlepszy wynik w sezonie | = – wyrównany najlepszy wynik w sezonie | – rekord olimpijskiFn – falstart* wyniki podawane w minutach

Półfinały Półfinały odbyły się 22 sierpnia o godzinie 20:10 i 20:22. Wzięło w nich udział 16 sztafet, w tym sztafeta polska. Kwalifikację do finału uzyskiwały trzy najlepsze sztafety każdego biegu i dwie sztafeta z najlepszymi czasami.

Półfinał 1 Poz.państwozawodnicyRezultatUwagi1David Neville, Kerron Clement, Regi Witherspoon, Angelo Taylor2:59.98Q2Maksim Dyłdin, Władisław Frołow, Anton Kokorin, Dienis Aleksiejew3:00.14Q 3Cédric Van Branteghem, Jonathan Borlée, Arnaud Ghislain, Kévin Borlée3:00.67Q 4Joel Milburn, Mark Ormrod, John Steffensen, Clinton Hill3:00.68q 5Marek Plawgo, Piotr Klimczak, Piotr Kędzia, Rafał Wieruszewski3:00.74q 6Pieter Smith, Ofentse Mogawane, Alwyn Myburgh, L.J. van Zyl3:01.267Yunier Pérez, Yunior Díaz, William Collazo, Omar Cisneros3:02.348Teddy Venel, Idrissa M’Barke, Brice Panel, Richard Maunier3:03.19