Även Louise Hansson, sjätte tid på 56,97, gick vidare till semifinalen som simmas i natt, svensk tid.
Efter armbågsbrottet med efterföljande operation i februari har Sarah Sjöström tvekat om hon skulle ställa upp på OS-guldgrenen från Rio 2016.
Först i torsdags tog hon beslutet att simma 100 meter fjäril.
Det lär hon inte ångra.
Det var en Sarah Sjöström som i Tokyo simarena visade en styrka på distansen som hon inte gjort på många år. Efter en något försiktig start var hon trea vid vändningen, men de sista 25 meterna var något utöver det vanliga.
"Minns faktiskt inte"
Ungefär som när hon slog igenom och avgjorde alla lopp i slutet.
– Jag minns faktiskt inte när jag kände mig så stark på sista längden på 100 fjäril någonsin. Jag kunde ha simmat en hundring till, säger hon med ett leende.
Sjöström vann sitt försöksheat med elva hundradelar före Torri Huske, USA, som var totalfyra.
Sjöström hade bara gjort en start på 100 meter fjäril efter skadan och simmade på 57,65 i Rom under midsommarhelgen.
Nu var hon 1,47 snabbare.
– Jag kände mig överraskande lugn inför loppet, visste inte vad jag skulle förvänta mig. Det var riktigt tungt i det där loppet i Rom och jag kom knappt i mål. Jag trodde inte att jag skulle göra min bästa tid på fyra år, det kan jag verkligen erkänna, säger Sjöström som också simmar 50 och 100 meter fritt individuellt i Tokyo.
"Det var galet"
Även i frisim fick hon ett bra besked när hon gjorde 52,95 på Sveriges inledningssträcka i lagkappen. Drygt en halv sekund snabbare än vad hon gjort som bäst efter skadan. Sverige gick till final med åttonde tid.
– Det var galet. Jag fortsätter att kapa, jag känner mig som en junior igen. Det känns som "pers" varje gång jag hoppar i vattnet.
Hon njöt i fulla drag efter formbeskeden inledningsdagen:
– Det känns jättebra, jag kunde ju knappt simma för några månader sedan.
Nu stiger medaljförhoppningarna på Sjöström blixtsnabbt efter styrkebeskeden. Men 100 meter fjäril har utvecklats enormt de senaste åren och upp till kinesiskan Zhang Yufei och Emma McKeon, Australien, som hade samma tid (55,82) skiljde 36 hundradelar.
Inte sedan 2017 har Sjöström simmat under 56 sekunder. Hon har ju själv världsrekordet, från OS-finalen 2016, på 55,48.
Men kan hon kapa 1,5 sekund på en månad kanske det går en bit till.
Louise Hansson var nöjd med sina 56,97, 24 hundradelar över det personliga rekordet.
– Jag är jättenöjd, jag gjorde det jag skulle och tog mig till semifinal. Första loppet är alltid lite extra nervöst. Det var inget perfekt lopp, så det ska finnas mer att hämta, säger hon.