Vos siegte am Sonntag nach 140 Kilometern vor der Britin Elizabeth Armitstead und Olga Zabelinskaya aus Russland. Armitstead bescherte Gastgeber Großbritannien damit am zweiten Tag die erste Medaille dieser Spiele.
Vos entschied im strömenden Regen den Schlusssprint der dreiköpfigen Ausreißergruppe nach 3:35,29 Stunden für sich. Die deutsche Starterin Ina-Yoko Teutenberg gewann den Sprint des Hauptfeldes und rollte auf dem Prachtboulevard The Mall als Vierte über die Ziellinie. Trixi Worrack kam auf Platz 33, Judith Arndt wurde 37.
"Ich war ein bisschen nervös und habe in der Ausreißergruppe alles gegeben, damit wir ankommen", sagte Vos. "Von diesem Sieg habe ich immer geträumt, nun ist es passiert."