Även Louise Hansson gick vidare med tredje tid (25,88), medan Sara Junevik slogs ut trots att hon hade fjärde tid (25,96).
Detta då reglerna säger att högst två simmare per nation kan avancera från försöken.
Sjöström är så klart favorit på distansen som hon länge dominerat och där hon tog VM-guld så sent som i juni.
Hennes försökstid på Foro Italico i Rom var bara 35 hundradelar över guldtiden i Budapest.
"Vet att jag blir bättre"
Närmaste konkurrenten, fransyskan Marie Wattel som tog VM-silver på dubbla distansen, var 42 hundradelar efter.
– Det är skönt att man kunde simma på 25,3 redan i försöken och jag tänkte försöka ligga på något liknande i eftermiddag (i semifinalen). Jag behöver det här första loppet och vet sedan tidigare mästerskap att jag ofta blir bättre och bättre ju fler lopp jag får, säger Sarah Sjöström.
Det enda som hon inte var riktigt nöjd med var uppgången efter starten.
– Framför allt första armtagen i uppgången, det är väl där som jag har tid att hämta. Mina händer är ovanför vattenytan när jag drar första draget och de ska ju vara strax under vattenytan, säger hon.
Kluvna känslor
Louise Hansson, som har 100 meter fjäril som huvudgren, hade kluvna känslor till att ha gått vidare på lagkamraten Sara Juneviks bekostnad.
– Vi visste att det skulle tajt, jag och Sara. Förra gången vi simmade 50 fjäril båda två på EM så blev det omsimning för en semifinal för att vi hade exakt samma tid. Nu hade jag hundradelarna på min sida, säger Hansson och fortsätter:
– Vi vet ju reglerna, men man vet inte riktigt vad man ska säga (till henne). Hade jag haft hundradelarna emot mig hade jag varit besviken.
Det var också Junevik som bara var fem hundradelar från VM-final i juni.
– Jag visste att det fanns stora chanser här, så det är synd. Det kändes som det kunde bli väldigt bra. Det är tufft, säger hon.