Pereira estaba en el carril tres, a su lado, en el cuatro, Lochte, con Phelps en el cinco.
Thiago arrancó dominando los primeros 50 metros y en los 100 perdió el liderato para Phelps, que después ya no lo soltó en esta competencia muy pareja.
El astro estadounidense, que ganó la prueba en la últimas tres ediciones de los Juegos, paró el cronómetro en 1:55.78, 50 centésimas más rápido que Lochte y un segundo mejor que Pereira.
La final se disputará mañana jueves.
El veterano nadador de 31 años tiene 21 títulos olímpicos, más que cualquier otro deportista en la historia, y quiere sumar los 200m combinados a la lista de triunfos en Rio, que comenzó con los 4x100m libres, los 200m mariposa y los 4x200m libres.
El japonés Kosuke Hagino registró el cuarto mejor tiempo y podría convertirse por su parte en el primer asiático en ganar medalla en esta distancia. Está entre los favoritos después de colgarse el oro en los 400m combinados el domingo.