Det tidigare rekordet hade amerikanskan Dana Vollmer. Hon simmade på 55,98 i London-OS 2012.
Sjöström, 21, var sju hundradelar efter Vollmers världsrekordnotering efter första halvan, men en imponerande andrahalva av loppet säkrade rekordet.
– Jag har väntat på det här världsrekordet väldigt länge, säger hon till SVT Sport.
Att det skulle bli världsrekord på distansen nu hintade hon om redan under SM-veckan för exakt en månad sedan.
– Jag väntar med världsrekord till VM. Jag vet att jag har det i mig, sade hon efter SM-finalen då hon simmade på 56,96.
Har även på 50 fjäril
I och med det nysatta rekordet har Sjöström nu två världsrekord på långbana.
Vid SM-veckan i fjol satte hon världsrekord på 50 meter fjärilsim.
Hon innehar även två världsrekord på kortbana, på 200 meter frisim och 100 meter fjäril.
Snabbare i morgon?
Sjöström visade storform redan på förmiddagens försök. Då simmade hon på 56,47.
Nu är bara frågan hur snabbt det kommer att gå i morgondagens final.
– Jag får se om jag har mer att ge i finalen. Jag ska titta på det här loppet och sen får vi se, säger hon.