Ledecky, 25, blev nedpetad från tronen på 400 meter fritt i VM 2019 av Ariarne Titmus, Australien, som också vann OS-guld i fjol.
I förra månaden slog Titmus dessutom Ledeckys världsrekord.
Ariarne Titmus har valt att inte simma i VM så något revanschmöte blev det inte.
Och Ledeckys segertid, 3.58,15 var nytt mästerskapsrekord – men 1,75 sekunder över världsrekordet.
– Det känns bra, det här är det snabbaste jag någonsin varit på VM. Jag är väldigt nöjd med det och ser fram emot resten av veckan, säger hon till nyhetsbyrån AP.
Någon extra motivation av att Titmus tagit över världsrekordet säger hon sig inte ha fått.
– Om jag inte hade haft motivationen innan dess så hade det varit ett problem, säger hon.
Ledeckys guld är hennes tolfte individuella VM-guld i historien.
Blott 15-åriga Summer McIntosh, Kanada, slutade tvåa, på 3.59,39 och blev den fjärde kvinnan i historien under fyra minuter på distansen.
USA:s herrar utklassningsvann lagkappen 4x100 meter fritt på 3.09,34, 1,46 sekunder före tvåan Australien.
Caeleb Dressel, som tog fem OS-guld i Tokyo, varav tre individuellt, gav USA en flygande start på öppningssträckan. Dressel har nu tagit 14 guld, inklusive lagkapper, i VM-historien.