Le nage libre fait partie des 22 épreuves (depuis l'introduction du relais mixte lors des mondiaux en 2015) inscrites au programme des championnats du monde de natation. Elle est apparue lors de la première édition en 1973, à Belgrade.

Aujourd'hui, à la date des derniers championnats du monde 2023 à Fukuoka, pas moins de 15 nageurs et 18 nageuses auront été titrés sur l'épreuve. Les championnats du monde 2023 marquent la vingtième édition de la compétition.

Avec deux médailles d'or remportées, l'Allemande Kornelia Ender, l'Américaine Simone Manuel et l'Australienne Mollie O'Callaghan sont les femmes les plus couronnées. Du côté des hommes, avec trois titres, c'est le Russe Aleksandr Popov qui est le nageur le plus titré dans cette épreuve.

Les records des championnats du monde ont été établis par le Brésilien César Cielo le lors des mondiaux de Rome et, chez les femmes, par la Suédoise Sarah Sjöström le lors du relais nage libre des mondiaux de Budapest.

Hommes Historique De 1973 à 1986 200px|thumb|left|Jim Montgomery est le premier a remporté le titre au nage libre lors des mondiaux de 1973. C'est l'Américain Jim Montgomery qui sera le premier titré sur cette épreuve lors des tout premiers championnats du monde de natation organisés en 1973 à Belgrade. Il s'imposera avec un temps de 51 s 70 devant le Français Michel Rousseau (52 s 08) et l'Australien Michael Wenden (52 s 52). Cette année-là, Montgomery empochera 4 médailles d'or dont 2 individuelles en réalisant un doublé et nage libre.

Lors des championnats du monde de 1975 à Cali, c'est de nouveau un Américain qui s'imposera, Andrew Coan, avec un temps de 51 s 25. Avec ce temps-là, il réalisera le record des championnats du monde. Cette année-là, la seconde place sera pour le Soviétique Vladimir Bure (51 s 32), ayant fini au pied du podium lors des derniers mondiaux. Le champion du monde en titre Jim Montgomery complètera le podium avec un temps de 51 s 44.

Comme pour les deux éditions précédentes, lors des championnats du monde de natation 1978 à Berlin, il s'agit une nouvelle fois d'un Américain qui s'impose dans cette épreuve. David McCagg remportera la course en réalisant un nouveau record des championnats et en devançant son compatriote, déjà double médaillé sur la distance (or et bronze), Jim Montgomery. En trois éditions, Montgomery aura eu toutes les couleurs de médailles possible. Il s'agit par ailleurs du dernier podium de sa carrière. Cette année-là, à domicile, l'Allemand Klaus Steinbach viendra compléter le podium.

L'épreuve est remportée pour la première fois en quatre éditions par un non Américain en 1982. C'est l'Allemand Jörg Woithe qui s'imposera en 50 s 18 après avoir fini, l'année précédente, second lors des championnats d'Europe de natation de 1981 derrière le Suédois Per Johansson. Johansson finira quant à lui troisième de ces mondiaux derrière Woithe et l'Américain Rowdy Gaines.

Le 06 , l'Américain Matt Biondi devient le premier homme a passé sous la barre des 49 sur la distance lors des championnats américain avec un temps de 48 s 95. L'année suivante lors des championnats du monde de natation 1986 à Madrid, Biondi repartira avec 7 médailles dont 3 en or. Sa seule médaille d'or individuelle sera empochée justement sur le 100 m nage libre avec un temps de 48 s 94. Avec ce temps, Biondi n'a pas battu son propre record du monde qu'il avait amélioré deux mois auparavant lors des sélections américaines d'Orlando le (48 s 74). Cependant, celui-ci lui permettra de décrocher le record des championnats du monde. Le Français Stéphan Caron (49"73) et le compatriote de Biondi, Tom Jager (49"79), viendront compléter le podium à 79 et 85 centièmes derrière celui que l'on surnomme "la torpille de Moraga".

De 1991 à 2003 200px|thumb|Aleksandr Popov détient le nombre de titres mondiaux sur la distance avec 3 titres. Entre les championnats du monde de natation 1986 et ceux de 1991, Matt Biondi a battu son propre record du monde de 32 centièmes en passant de 48 s 74 à 48 s 32 lors des sélections américaines à Austin en 1988. Trois ans plus tard, Matt s'imposera devant le Suédois Tommy Werner et l'Italien Giorgio Lamberti et deviendra ainsi le premier homme à remporter l'épreuve deux fois consécutivement. Il devient par la même occasion le premier homme à avoir été titré plus d'une fois sur cette distance.

En 1992, lors des Jeux olympiques, un nageur russe, Aleksandr Popov, viendra troubler l'hégémonie américaine sur le nage libre en s'imposant devant le champion du monde en titre Matt Biondi et son compatriote Tom Jager. Il s'imposera aussi sur le nage libre lors de ces mêmes jeux. Deux ans plus tard, Popov réalisera le même doublé aux championnats du monde de natation 1994, en remportant le nage libre ainsi que le . Il devancera l'Américain Gary Hall Jr. et le Brésilien Gustavo Borges.

Quatre ans plus tard lors des championnats du monde de natation 1998, Aleksandr Popov obtiendra, comme Matt Biondi avant lui, un second sacre consécutif. Il s'imposera sur la distance avec un temps de 48 s 93, le plaçant ainsi devant l'Australien Michael Klim (49 s 20) et le Suédois, alors vice-champion d'Europe derrière Popov, Lars Frölander (49 s 53).

Les championnats du monde 2001 à Fukuoka correspondent à la première saison durant laquelle Aleksandr Popov ne remportera aucune médaille. Le Russe ne participera pas à l'épreuve cette année-là. C'est l'Américain Anthony Ervin, déjà victorieux du 50 m nage libre 4 jours avant, qui sera couronné devant le Néerlandais Pieter van den Hoogenband et le Suédois Lars Frölander, de nouveau troisième. Il s'agit de la première année dans les championnats du monde de natation où tous les nageurs finalistes ont nagé sous la barre des 50 secondes. En 1998, seul Scott Tucker n'avait pas franchi cette barre.

Le Russe Aleksandr Popov reprendra la compétition en 2002. Il sera, en amont des championnats du monde de natation 2003, dominé aux championnats d’Europe à Berlin par Pieter van den Hoogenband. Toutefois, un an plus tard la tendance s'inverse et Popov réussi à empocher son titre en inversant la tendance. Pieter van den Hoogenband finira deuxième pour 10 centièmes et l'Australien Ian Thorpe finira quant à lui troisième après avoir remporté le et le nage libre.

De 2005 à 2013 200px|thumb|left|César Cielo en combinaison avant de réaliser son record du monde lors des championnats du monde 2008. "Le Tsar" Aleksandr Popov ayant annoncé sa retraite en début d'année 2005, ne participe pas aux championnats du monde 2005. C'est l'Italien Filippo Magnini qui va s'imposer avec un temps de 48 s 12 et en réalisant ainsi le record des championnats du monde. Cette année-là, il devancera deux nageurs sud-africains, Roland Schoeman (48 s 28) et Ryk Neethling (48 s 34).

Après avoir succédé à Popov, l'Italien Filippo Magnini réalise l'exploit, déjà réalisé par son prédécesseur et par Matt Biondi, de conserver son titre lors des championnats du monde 2007 à Melbourne. Cependant, ce titre reste partagé pour la première (et la dernière) fois dans l'histoire du 100 m nage libre masculin en championnats du monde. C'est le Canadien Brent Hayden qui montera sur la plus haute marche du podium en compagnie de l'Italien. En l'absence d'un deuxième à qui remettre la médaille d'argent pour cause d'égalité, cette place ne sera pas attribuée cette année-là. C'est l'Australien Eamon Sullivan qui complètera le podium. Il s'agit de la finale la plus serrée de l'histoire des championnats du monde car seulement 4 centièmes sépare les premiers du troisième.

Les mondiaux 2009 sont marqués par l'utilisation des combinaisons en polyuréthane permettant de meilleures performances. De nombreux records du monde tomberont cette année-là, dont celui de l'Australien Eamon Sullivan sur 100 m nage libre battu par César Cielo. Le Brésilien s'imposera avec un temps de 46 s 91 devant les Français Alain Bernard (47 s 12) et Frédérick Bousquet (47 s 25). Lors des derniers mondiaux le Brésilien avait fini . Son record du monde tiendra pendant 13 ans avant de se faire battre en 2022 lors des championnats d'Europe par le jeune Roumain alors âgé de , David Popovici. À ce jour, Cielo détient toujours le record des championnats du monde.

Début d'année 2011, l'Australien James Magnussen réalise la meilleure performance mondiale de l'année en 48 s 29. Lors des championnats du monde 2011 à Shanghai, Magnussen signera le nouveau record du monde sans combinaison lors du relais 4x100 m, avec un temps de 47 s 49. Quatre jours plus tard, sur la même distance mais en individuel, il réalise le meilleur temps des demi-finales (47 s 90), avant de remporter la médaille d'or en 47 s 63, devançant Brent Hayden (47 s 95) et William Meynard (48 s 00). Le champion du monde 2009 et recordman du monde César Cielo finit quatrième en 48 s 01« 100 m : Meynard en bronze », L'Équipe, 28 juillet 2011.

Après avoir décroché le meilleur temps des séries et avoir fini des demi-finales, James Magnussen réussira à conserver son titre deux ans plus tard lors des championnats du monde 2013. Avec un temps de 47 s 71, il devancera les deux Américains James Feigen (47 s 82) et Nathan Adrian (47 s 84).

De 2015 à 2023 200px|thumb|En conservant son titre en 2019, Caeleb Dressel devient le second Américain à être titré à deux reprises. Lors des championnats du monde de 2015 à Kazan, le nageur Ning Zetao devient le premier Chinois à décrocher une médaille sur la distance lors des championnats du monde. Il réalise cet exploit 21 ans après sa compatriote Le Jingyi qui avait décrochée la médaille d'or lors des championnats du monde de 1994. Il remporte le titre avec un temps de 47 s 84 et s'impose devant l'Australien Cameron McEvoy (47 s 95) et devant l'Argentin Federico Grabich (48 s 12), également le premier argentin médaillé sur l'épreuve.

Après 16 ans d'attente et sept mondiaux sans qu'un Américain ne décroche le titre, Caeleb Dressel mettra fin à cette série lors des championnats du monde de 2017 à Budapest. Avec un temps de 47 s 17, il devancera de 70 centièmes son compatriote Nathan Adrian (47 s 87) et le Français Mehdy Metella, frère de Malia Metella, ayant décrochée l'argent sur l'épreuve lors des mondiaux de 2005.

En réussissant à conserver son titre lors des mondiaux suivants en 2019, Caeleb Dressel devient le homme à être titré au moins deux fois sur la distance, ainsi que le Américain. En réalisant un temps en dessous des 47 s (46 s 96), il devancera l'Australien Kyle Chalmers (47 s 08) et le Russe Vladislav Grinev (47 s 82).

Lors des championnats du monde de 2022, c'est le Roumain David Popovici alors âgé de , qui s'imposera sur la distance, presque un mois avant de battre le record du monde détenu par César Cielo lors des championnats d'Europe de natation 2022.. Il s'imposera devant le Français Maxime Grousset et le Canadien Joshua Liendo en décrochant à chaque fois le meilleur temps lors des phases de qualification. Il en profitera aussi pour battre le record du monde junior lors des demi-finales avec un temps de 47 s 13. Le double tenant du titre, Caeleb Dressel, alors victorieux lors du nage libre et du papillon, quittera les championnats pour cause de problèmes de santé mentale. Il faisait partie des grands favoris sur les épreuves du et du nage libre.

L'année suivante, et malgré une bonne année 2022 pour lui, David Popovici ne parviendra pas à conserver son titre et finira de la finale. Cette année là, le titre revient au médaillé de bronze de 2019, l'Australien Kyle Chalmers (47 s 15), devant l'Américain Jack Alexy (47 s 31) et le Français Maxime Grousset (47 s 42).

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