USA var tvåa långt efter på 41,68 medan Trinidad Tobago knep bronset precis före Storbritanien och Nederländerna med Dafne Schippers på den andra sträckan.
Jamaica kopplade greppet på den tredje sträckan när gårdagstvåan på 200 m Elaine Thompson sprang en bra kurva.
Fraser-Pryce hade tre meter till godo på Jamine Todd i USA och drog ifrån med ett leende på upploppet. Det var Fraser-Pryces andra guld i Peking efter det individuella guldet på 100 meter.
Det var jamaicanskans nionde guld i OS eller VM.
Veronica Campbell-Brown startade för Jamaica och växlade över till Natasha Morrison. I USA:s lag sprang förutom Todd på på sista sträckan English Gardner, Allyson Felix och Jenna Pradnini. VM-trean individuellt Tori Bowie fick inte delta eftersom hon nobbat ett stafettläger som USA anordnade före VM.