Ikee vann världscuploppet på 55,31 och var klart före Sjöström, som har världsrekordet i kortbana med 54,61, på 55,56. Halvvägs ledde svenskan med 0,06 men orkade inte stå emot sista halvan.
Sjöström hade den snabbaste försökstiden inför finalen.
Bara en vinst för Sjöström på sex starter i Tokyo
På 100 m fritt blev Sjöström trea med 51,42 efter de bägge holländskorna Ranomi Kromowidjojo (51,26) och Femke Heemskerk (51,38). Sjöström håller världscuprekordet med 50,58 från förra året.
I går inkasserade världscupledande Sjöström två andraplatser i Tokyo. Under världscuphelgen i Tokyo blev det bara en vinst för den annars så dominanta Sjöström på sex starter. Det var i fredags som Sjöström vann 50 m fritt.
Världscupfinalen går i Singapore nästa helg. Då avgörs det om Sjöström försvarar titeln från förra året och simmar hem segerchecken på motsvarande 1,4 miljoner kronor. Det skiljer bara 15 poäng mellan ledande Sjöström och Katinka Hosszu som båda simmade in 48 poäng i Tokyo.
Världscupen inför sista deltävlingen i Singapore:
1) Sarah Sjöström, Sverige, 285 poäng
2) Katinka Hosszu, Ungern, 270 poäng
3) Julia Efimova, Ryssland, 234 poäng