La corredora, de 28 años, le ganó en el esprint final a la mexicana Laura Galván, campeona de los Juegos Panamericanos, con un tiempo de 15 minutos, 10 segundos y 60 centésimos, nuevo récord de la distancia en los Juegos y que supera el de 16:02.64 establecido en 2014 por la norteamericana Brenda Flores. Las dos atletas dominaron la prueba de principio a fin y sacaron una amplia ventaja a sus rivales después de los 700 metros.
En el medio maratón, Brea se colgó el oro al vencer en un final muy apretada a la mexicana Margarita Hernández, que se quedó con la plata, y a la colombiana Angie Orjuela, que se hizo del bronce.

La campeona cerró la carrera con un tiempo de una hora, 15 minutos y cuatro segundos, seguida de la mexicana que llegó seis segundos después y de la colombiana, que pasó la meta 15 segundos más tarde que la medallista de oro.