Den nya rekordtiden lyder 2.18,95.
Sydafrikanskan reagerade med både glädje över guldet och chock över tiden och tårarna sprutade på henne.
Vann överlägset
Det var Schoenmakers första OS-guld i karriären. Hon tog tidigare i veckan silver på halva distansen.
Sydafrikanskan vann överlägset och var nästan en sekund före amerikanska stjärnan Lilly King.
Tidigare under veckan har Australien och Kina slagit varsitt världsrekord i lagkapp.
MER VÄRLDSREKORD: Alla medaljlag under världsrekordtiden på 4x200 frisim (i går):