23-åringen tävlar för University of Pennsylvania och hade i loppet sin bästa tid för säsongen – 4 minuter, 33,24 sekunder.
– Jag hade inte så mycket förväntningar på det här tävlingen. Jag var bara glad över att vara här och tävla och tävla så bra jag kunde, säger Thomas.
Lia Thomas föddes år 1999 som man och tidigare har hon tävlat i herrklassen för skolan innan hon påbörjade sin könskorrigering 2019 genom hormonell behandling. Hon fick tillåtelse att tävla som kvinna 2020.
Tvåa i loppet blev Emma Weyant på tiden 4.34,99 och på tredjeplats kom Erica Sullivan på tiden 4.35,92.
Debatter har skapats kring inkluderingen av Lia Thomas och utanför anläggningen där tävlingen pågick fanns tio demonstranter och på läktaren fanns det banderoller där det stod "Rädda damidrotten".
– Jag försöker ignorera det så mycket jag kan. Jag försöker fokusera på min simning och försöker bara blockera allt annat, säger Lia Thomas.