Världsrekordet var det tionde i detta VM.
– Efter tangeringen i går kände jag att möjligheten fanns, säger 26-åringen i arenaintervjun.
Meilutyte slog till med 29,16 och putsade lördagens tangering med 14 hundradelar.
I ett dygn hade hon rekordet tillsammans med Benedetta Pilato, Italien, som slutade trea i finalen.
Silvermedaljören Lilly King, USA, var hela 78 hundradelar bakom litauiskan.
Meilutyte tog OS-guld redan som 15-åring, men slutade med simningen 2019 efter några tuffa år.
I samma veva stängdes hon av för brott mot dopningsreglerna efter att ha brutit mot vistelserapporteringen.
Men Meilutyte gjorde comeback för drygt ett år sedan och tog guld på 50 meter bröstsim i Budapest.
I år vann hon både 50 och 100 meter bröstsim i Fukuoka.
Ahmed Hafnaoui, Tunisien, tog sitt andra VM-guld under veckan när han vann 1 500 meter fritt efter en rysare mot Bobby Fink, USA. Segermarginalen efter drygt 14.31 minuters simning blev ynka fem hundradelar.
Tunisiern var dessutom bara dryga halvsekunden från världsrekord.
Hafnaoui, OS-vinnare på 400 meter fritt, vann även 800 meter fritt i Fukuoka.