VM-tvåan Melanie Henique, Frankrike, var chanslös och blev tvåa på 25,88.
Sara Junevik slutade femma och sist på 26,11.
Sjöströms tid var bara tre tiondelar över hennes VM-guldtid från i somras och den snabbaste tiden i världen hittills i år.
Den tidigare hade Louise Hansson på 25,92 från tävlingar i Schweiz i februari.
Sjöström tog tävlingsledigt i höstas efter att ha simmat två mästerskap på kort tid under sommaren.
Först tog hon två guld och ett silver på VM i Budapest i juni och sex veckor senare blev det ny medaljsuccé med tre guld, ett silver och ett brons på EM.
Egentligen skulle Sjöström ha gjort comeback i januari, men stoppades från tävlingar i Luxemburg av ryggskott.
Upplägget i Marseille var av det mer annorlunda slaget med försök på morgonen och sedan kvarts-, semi- och final under knappt två timmar på kvällen.
Sjöström var snabbast genom alla lopp och finaltiden blev hennes bästa tid.
På söndagen simmar Sarah Sjöström 100 meter fritt och 50 meter ryggsim.