Knappt hade 18-åringen slagit handen i kaklet efter 3.56,26 innan hon hastade upp från poolen, gav en ”high five” till en ledare, för att förbereda sig för semifinal på 200 meter medley.
Där var hon också snabbast.
— Jag visste redan på förhand att det här skulle bli min viktigaste kväll. Så jag är riktigt glad över att vinna guld och sedan göra en riktigt snabb och stark simning på 200 meter medley (2.07,39). Jag har aldrig gjort en sån dubbel tidigare, så det lovar gott inför fortsättningen, säger hon.
Segertiden på 400 meter fritt var drygt två sekunder långsammare än hennes eget världsrekord från i juni på 3.54,18.
Trots att hon är världsrekordhållare var det första VM-guldet på distansen för kanadensiskan.
Li Bingjie, Kina, tog silver och Katie Ledecky, USA, brons.
Bara Michael Phelps har vunnit fem guld individuellt i ett och samma VM.
McIntosh simmar också 800 meter fritt, 400 meter medley och 200 meter fjäril i VM. Finalen på på 200 meter medley avgörs på måndagen.
Australien tog en överraskande lagkappsdubbel och vann 4x100 meter fritt både på dam- och herrsidan. På damsidan besegrades favoriten USA och på herrsidan före Italien.