Spårvägenlöparen var utanför topp-fyra in på upploppet men kom starkt i spurten. Tiden i mål blev 52,26, Hjelmers näst snabbaste 400-lopp.
-Jag var inte alls slut. Tittar man på tiden visar den att det finns mer, säger hon pustande till SVT Sport direkt efter målgång.
Richards-Ross vann säkert På banan innanför sprang regerande mästarinnan Sanya Richards-Ross i en klass för sig och vann heatet, 51,37.
-Det var tufft motstånd men jag gick ut hårt som jag skulle, säger en samlad Hjelmer. -Jag har egentligen ingen chans på de två bästa men innerbanorna kände jag att jag fick häng på.
Uppvärmningen stördes av fyrverkerier från invigningsceremonin. Kanske var det bra för VM-debutantens nerver?
-Jag var inte alls så nervös som jag trodde. Uppvärmningen var speciell men jag tog det med ro.
Semifinalen avgörs i morgon.
-Det här var jättekul. Nu ska jag ta med mig känslan hem till athlete's village och få lite massage, säger Moa Hjelmer.
OS-mästaren och tidigare världsmästaren Christine Ohuruogu får inte springa semifinalen. Brittiskan tjuvstartade i sitt försöksheat och är diskad.