30:e-rankade Sjarapova vann på sin andra matchboll efter att ha vinklat in en otagbar backhand.
– Det var en hög nivå och som regerande mästare älskar hon den här arenan. Jag är så glad över att kunna vinna den här matchen eftersom jag inte mött så många toppspelare det senaste året. Det är det jag är tränad för och även om jag har erfarenhet så måste arbetet göras också, säger Sjarapova i intervjun på banan där en fullsatt Rod Laver Arena följde matchen.
Sjarapova fick applåder blandat med en del busvisslingar, detta på grund av att hon varit avstängd för dopning och är kontroversiell hos vissa supportrar.
Det här var den 31-åriga ryskans största vinst sedan återkomsten efter avstängningen. På läktaren njöt den svenske tränaren Thomas Högstedt av att den aggressiva taktiken satt perfekt. Sjarapova har en titel i Australien men den är så långt tillbaka i tiden som 2008.
I den förra omgången slog Wozniacki ut Johanna Larsson och Sjarapova besegrade Rebecca Peterson, båda på ett enkelt sätt.