Larsson var på väg ut ur matchen efter att ha förlorat det första setet, trots att hon kunde serva hem det vid 5-4, och låg under med 0-3 i det andra setet innan matchen bytte karaktär.
Larsson spelade som i trans och Stephens, som tränas av Thomas Högstedt, stressades till misstag efter misstag. I och med segern tangerade Larsson sitt personbästa i en Grand Slam. Innan succén i årets turnering hade Larsson förlorat i första omgången i sina fyra tidigare försök.
Peppade sig själv
Med segern i den första omgången i måndags bröt hon igenom en barriär.
– Man vinner inga matcher genom att bara hålla igen, säger Larsson i segertalet.
Hon peppade sig själv vid underläge 0-3 i det andra setet, då det verkade kört.
– Jag var exakt i samma situation i Franska Öppna mot Flavia Pennetta och lyckades vända. Jag hade de positiva tankarna med mig, intalade mig själv att bara gå för det och det gick.
Tidig matchstart
Matchen spelades på Arthur Ashe-stadion i New York, centercourten i US Open och världens största tennisarena med plats för 22 547 åskådare.
Så många var inte på plats i dagens match som började klockan 11.00 lokal tid i ett soligt och varmt New York.
I nästa omgång ställs hon mot niondeseedade Jelena Jankovic.