Den svenska EM-tvåan från i våras simmade på femte bästa tid i försöken och tog sig till final. Men 25-åringen får lämna Tokyo utan en medalj runt halsen.
Watz blev sjua, i finalen, 5,64 sekunder bakom segrande Hannah Aspden från USA.
I Rio de Janeiro för fem år sedan slutade hon tia på distansen och i fredags missade hon finalen på 400 meter fritt.