29-åringen blev i fjol den första fransmannen sedan 1997 att vinna linjeloppet när han bröt sig loss från tätklungan och ensam körde hem guldet.
I år upprepade han bedriften.
Med 21 kilometer kvar ryckte Alaphilippe från konkurrenterna och behöll försprånget hela vägen in i mål.
Han blir därmed den sjunde herrcyklisterna genom tiderna som lyckas försvara sitt VM-guld.
– Jag utökade mitt avstånd till konkurrenterna men fick verkligen vända ut och in på mig för att göra det, säger Alaphilippe i SVT:s sändning.
Fransmannen åkte det 268,3 kilometer långa loppet mellan Antwerpen och Leuven på segertiden 5.56.34 – 32 sekunder snabbare än tvåan Dylan van Baarle, Nederländerna, och trean Micheal Valgren, Danmark.
De danska cyklisterna körde med sorgeband efter att landsmannen och tidigare cykelstjärnan Chris Anker, 37, som skulle ha kommenterat världsmästerskapet på plats avlidit i förra veckan efter att ha blivit påkörd av en bil i Belgien.
– Det var ett bra sätt att hedra honom på, säger danske cyklisten Magnus Cort.