Janeth Jepkosgei, Kenya, som tog både OS- och VM-guld, blev tvåa (1.57,90). Jenny Meadows tog brons på (1.57,93).
Den muskulösa Semenya satte ett nytt världsårsbästa med sitt 1.55,45. Dessutom putsade hon sitt personliga rekord med drygt en sekund.
Eftersom Semenya har fått en hel del uppmärksamhet för att det betvivlats att hon är en kvinna, lät arrangörerna henne slippa presskonferensen efteråt.
Genomgick könstest
Företrädare för det sydafrikanska friidrottsförbundet, ASA, förnekade före kvällens final på 800 meter uppgifterna om att Caster Semenyas start skulle ha varit i fara.
ASA bekräftade dock att tester gjorts på 18-åringen men att innehållet av denna undersökning inte kommer att meddelas förrän om ett par veckor, uppger flera källor.
Enligt Sydney Morning Herald ska både en kroppsundersökning och vad för typ av kromosonuppsättning hon har ha genomförts. Det har spekulerats i att Semenya inte är en kvinna.