21-åringen, som tog silver på distansen vid friidrotts-VM i Doha 2019, sprang på tiden 51,90 sekunder vid de amerikanska OS-uttagningarna i Eugene, Oregon.
McLaughlin slog därmed regerande världsmästaren Dalilah Muhammads gamla rekord från VM-finalen i Doha, 52,16, och blev första kvinna någonsin under 52 sekunder på distansen.
I rekordloppet på Hayward Field blev landsmaninnan Muhammad, som också är regerande olympisk mästare, tvåa på tiden 52,42. Trea blev Anna Cockrell. De tre amerikanskorna får därmed representera USA på 400 häck i OS i Tokyo.