Hon lyckades dock inte rå på danska stjärnan Pernille Blume som vann med åtta hundradelars marginal. Nederländskan Ranomi Kromowidjojo kom trea.
Det är ännu ett bra tecken från Sjöström inför OS i Tokyo som invigs den 23 juli. Hon simmade distansen 43 hundradelar snabbare än i skadecomebacken i franska Canet tidigare i juni.
Tävlingarna i Rom är Sjöströms andra internationella tävling sedan återkomsten från armbågsskadan som hon ådrog sig i februari.
– Formen är bra med dom förutsättningar som jag har. Det är klart att det antagligen hade gått satt simma ännu snabbare om man haft hundra procent bra förutsättningar, men det här är väldigt bra just nu, säger hon.
Tidigare under helgen har 27-åringen vunnit både på 50 och 100 meter fjäril, samt kommit tvåa på 100 fritt.
– Det är ett steg i rätt riktning. Det har varit en lång resa tillbaka efter operationen och jag har känt att jag har gjort framsteg hela tiden i den träningen, och utmaningen var att komma tillbaka till tävlingsbassängen, säger Sjöström och fortsätter.
– Jag ska försöka fortsätta att bygga vidare på styrka och jobba vidare på rehaben, för den är ju inte klar. Även efter OS kommer den att fortsätta, det kommer att ta lång tid.