Sjöström har börjat OS-året i guldform.
Det andra VM-guldet på ett dygn i Doha kom i en stenhård final på OS-distansen 50 meter fritt.
Sjöström vann på 23,69 – 22 hundradelar före Kate Douglass, USA, och 26 hundradelar före Katarzyna Wasick, Polen.
Michelle Coleman slutade sist på 24,79.
Tredje raka dubbeln
Det är tredje världsmästerskapet i rad som Sjöström tar hem gulddubbeln 50 meter fritt och 50 meter fjäril.
Den 30-åriga supersvenskan jubilerade dessutom i Aspire Dome i Qatar med sitt 50:e internationella mästerskapsguld i karriären, varav det 14:e i långbane-VM.
Det blev ett av de tuffaste.
För första gången på sju år i 50 meter fritt på långbane-VM var alla medaljörer under 24 sekunder.
Sjöström gjorde sin tangerat fjärde bästa tid genom tiderna på distansen – bara åtta hundradelar över sitt eget världsrekord från i fjol.
– Varje gång jag är nere på de här tiderna så känns det fantastiskt. Att göra det med den typen av press på sig, det är två snabba tjejer precis bredvid, det ger mycket självförtroende inför sommarens mästerskap, säger hon.
Avgjorde i slutet
Det var återigen de sista 15 meterna som svenskan var som starkast.
Där flög hon ifrån sina konkurrenter.
– Det var ett riktigt tufft lopp med flera tjejer under 24 sekunder, så jag är riktigt stolt över att jag lyckades fokusera på min egen bana och sätta handen i kaklet först.
– Det är alltid en lite större utmaning när det är ett race och de pushar mig hela vägen och jag lyckas få till ett bra lopp. Det är riktigt häftigt, säger Sjöström minuterna efter guldet.
Av Sarah Sjöströms 50 mästerskapsguld har ett kommit i OS – i hennes förra paradgren 100 meter fjäril.
I Paris kan hennes dröm om att vinna ett frisimsguld – som första svenska kvinna – gå i uppfyllelse.
Drygt 16 år efter hennes första mästerskapsseger, skrällguldet på 100 meter fjäril i EM i Eindhoven 2008 då hon var 14 år gammal.
Michelle Coleman var besviken över att ha blivit åttonde och sist på 24,79 – dryga halvsekunder över personliga rekordet.
– Jag fick verkligen inte ut den simning jag skulle ha. Jag blev lite stressad och kort och kunde inte hålla mig till det jag skulle. Det är lite tråkigt, säger Coleman.