Sarah Sjöström (52,95), Coleman (53,44), Louise Hansson (53,68) och OS-debutanten Sara Junevik (55,86) noterade sammanlagt 3.35,93, knappt två sekunder över det svenska rekordet.
Drygt två sekunder fattas också uppåt för att vara med och slåss om medalj.
– I en final kan allt hända, men den här lagkappen har en väldigt hög nivå från många nationer. Så det blir tufft i morgon, säger Coleman.
Sjöström tog Sverige till ledningen, Michelle Coleman växlade till Hansson som tvåa och Helsingborgssimmaren tog Sverige till ledningen igen.
Junevik föll till fjärde plats i semifinalheatet och en åttonde plats totalt. Men hon såg till att OS-debuten slutade lyckligt då marginalen var på rätt sida till niondeplacerade hemmanationen Japan.
– Det var jätteroligt, så kul att göra det med de här tjejerna i laget också, säger Junevik.
Australien var snabbast i försöken på 3.31,73, 1,78 sekunder före tvåan Nederländerna och nästan två sekunder före trean Kanada.