او در همان سال در بازی‌های قهرمانی جهان نیز در 400 متر و 1500 متر شرکت کرد اما حتی نتوانست به مرحله نهایی برسد. در سال 2019 هم وقتی رتبه شناگران 400 متر آزاد در سراسر دنیا اعلام شد، احمد در رده صدم جهان قرار داشت.  با تمام این اوصاف او توانست خود را به بازی‌های توکیو برساند. در بازی‌های مقدماتی 100 متر آزاد که روز شنبه برگزار شد، او توانست به مرحله نهایی برسد اما در بین هشت شناگر مرحله فینال، کندترین شناگر بود و به همین دلیل در بازی روز گذشته در لاین چسبیده به دیوار استخر قرار گرفت.
بعد از شروع مسابقه و تا قبل از 50 متر ابتدایی، همه چیز داشت طبق انتظارات پیش می‌رفت. شناگران آمریکا و استرالیا رقابت نزدیکی داشتند و به نظر می‌رسید یکی از آنها مدال طلا را کسب کند؛ اما در 50 متر دوم به یکباره همه چیز عوض شد. احمد چنان سرعتی گرفت که حتی دوربین‌های تلویزیونی هم اول از او عقب افتادند. از آن لحظه بود که دیگر دوربین‌ها و لنزها روی جایگاه احمد زوم کردند؛ همه دیگر می‌دانستند که یک لحظه تاریخی در حال رقم خوردن است.
چند ثانیه بعد، احمد دیواره نهایی استخر را لمس کرد و سرش را خیلی زود از آب بالا آورد تا نتیجه نهایی را روی اسکوربورد ببیند. آن چیزی که روی تابلو نمایش داده می‌شد، هم باعث تعجب احمد شد و هم اندک حاضران در سالن را در شوک فرو برد. احمد در زمان 3دقیقه‌و 43ثانیه‌و36صدم ثانیه خود را به خط پایان رساند تا مدال طلای المپیک را به دست آورد. او فقط با اختلاف 16/0 ثانیه توانست نسبت به نفر دوم خود را به دیوار استخر برساند. او روز قبل و در مرحله مقدماتی زمان 3‌دقیقه و 45 ثانیه و 68صدم ثانیه را ثبت کرده بود. بعد از احمد، جک مک‌لافلین از استرالیا و کیه‎ران اسمیت از آمریکا به مدال نقره و برنز رسیدند.
حرف‌های احمد هفناوی 18 ساله در کنفرانس خبری بعد از این مسابقه، نشان داد که این موفقیت تا چه اندازه برای او غیر قابل باور بوده است. او در این باره گفت: «وقتی دیواره را لمس کردم باورم شد. آنقدر غافلگیر شده بودم که نمی‌توانستم قبول کنم. من این مدال طلا را به تمام افراد خانواده‌ام تقدیم می‌کنم، به مادرم، پدرم، خواهرهایم. امیدوارم که آنها به من افتخار کنند. »
هفناوی افزود: «باورم نمی‌شود. این یک رویاست و به حقیقت پیوسته است. عالی بود. این بهترین مسابقه من بود.»
نه تنها احمد بلکه مربیانش هم انتظار نداشتند این شناگر 18 ساله به چنین موفقیتی برسد. این مساله بیش از همه زمانی خودش را نشان داد که احمد برای دریافت مدال روی سکوی نخست رفت.
در این مواقع، ورزشکاران با لباس تیمی خود روی سکو حاضر می‌شوند اما چون مربیان تیم‌ملی تونس انتظار چنین دستاوردی را نداشتند، احمد با یک تیشرت و شورت ورزشی روی سکو رفت و مدالش را دریافت کرد. صحنه بعدی که عکاسان شکار کردند، زمانی بود که پرچم تونس بالا رفت و سرود ملی این کشور در سالن نواخته شد. احمد با بالا رفتن پرچم کشورش، شروع به اشک ریختن کرد که این صحنه از لنز دوربین‌ها دور نماند.
مدال طلای هفناوی پنجمین مدال یک ورزشکار تونسی در رقابت‌های المپیک و دومین مدال آنها در شناست. اولین شناگر تونسی که مدال طلا گرفت، اسامه ملولی بود که در المپیک 2012 توانست به مدال طلا برسد. وقتی در مورد اشک‌هایش از این شناگر پرسیده شد، احمد به ملولی هم اشاره کرد.
او در این باره گفت: «او یک قهرمان واقعی است. همیشه آرزو داشتم مثل او باشم. وقتی پرچم کشورم بالا رفت و سرود ملی‌مان در سالن پیچید، احساس غرور کردم و اشک‌هایم جاری شد. »
نکته‌ای که شاید در پایان می‌شود به آن اشاره کرد این است که احمد هفناوی خیلی زودتر از آنچه که حتی خودش هم تصور می‌کرد، به آرزویش رسید. در سال 2019 وقتی در مورد هدفش از او سوال شد، این شناگر گفت که هدف اصلی‌اش کسب مدال طلای المپیک 2024 پاریس است.