Den 29-åriga världsstjärnan vann på tiden 52,99, 1,24 före danskan Signe Bro som slutade tvåa och ytterligare 14 hundradelar före Michelle Coleman som blev trea.
– Under säsongen har jag inte haft så positiva känslor inför 100 meter frisim så det var kul att jag gick under 53, säger Sarah Sjöström till Dagens Nyheter.
Sjöström vann därmed samtliga av sina fyra lopp under veckans tävlingar i Eriksdalsbadet; 50 meter ryggsim och 50 fjäril i torsdags, 50 fritt på lördagen och 100 fritt.
Hon noteras även för världsårsbästa på 50 fritt, 100 fritt och 50 fjäril.
– Jag har fått en bra start på säsongen, så det är bara att fortsätta att jobba på, säger Sjöström till DN.
I söndagens final på 100 meter bröstsim blev Sophie Hansson tvåa bakom Eneli Jefimova. Hansson hade 49 hundradelar upp till estniskan som vann på tiden 1.06,36.