Det är Sjöströms sjätte raka VM-guld på distansen och hon tangerar därmed amerikanskan Katie Ledecky som har lika många segrar i rad på 800 meter fritt.
– Jag var lite smånervös innan för att att jag var rädd att det skulle gå åt fel håll efter att jag gjorde 25,08 i semin, säger Sjöström direkt efter loppet.
30-åringen tog kommandot direkt och segertiden skrevs till 24,63, hela 81 hundradelar före närmast jagande. Silvret gick till fransyskan Mélanie Henique och Farida Osman, Egypten, tog brons.
– Jag hade en bra start på dagen och kände att det bara är att fortsätta där. Jag hade en bra start i finalen och en mycket bättre uppgång och då fick jag en bättre resa hela vägen och kunde simma så snabbt som jag gjorde.
Tiden, 24,63, är Sjöström mycket nöjd med:
– Det är fantastiskt. Varje gång jag går under 25 är det väldigt bra, säger hon.
Sarah Sjöström fick sedan svara på om hennes "omöjliga" världsrekord på 24,43 verkligen är omöjligt.
– Det hade kanske gått i dag, det finns alltid detaljer att slipa på. Men det var ingenting jag jagade.
Senare under lördagskvällen ska 30-åringen simma semifinal på 50 meter fritt.