Ledecky, 20, tog guld i Budapest med VM-rekordet 3.58,34 och slog de övriga simmarna med sekunder.
Ledeckys lagkamrat Leah Smith blev tvåa 3,2 sekunder efter segraren. Bronset gick till den kinesiska 15-åringen Li Bingjie.
Ledecky satte nytt VM-rekord redan i försöksheaten på förmiddagen. Hennes världsrekord 3.56,46 är från OS i Rio de Janeiro.
Ledecky tog VM-guld även i Barcelona 2013 och Kazan 2015. Hon deltar i sex sträckor i Budapest.
Sport
23.7.2017
Ledecky tog medleyguld igen - historisk vinst
Amerikanen Katie Ledecky blev på söndagen den första kvinnan som tagit VM-guld i 400 meter medley tre gånger i rad.