Resultatet innebär att Englands svit med 30 matcher utan förlust är bruten.
Sam Kerr, som till vardags spelar för Chelsea, gav ett skadedrabbat Australien ledningen i första halvlek och Charlotte Grant satte det andra målet, framspelad av Sam Kerr, efter halvtidsvilan.
För Europamästarna England var det den sista uppvärmningsmatchen inför VM som inleds i Nya Zeeland och Australien den 20 juli.
England spelar sin första VM-match mot Haiti i Brisbane i Australien den 22 juli.
Australien spelar sin premiärmatch i VM den 20 juli och möter då Irland i Sydney.