Thompson, que conquistou o título mundial de 2019, foi segunda nos 800 metros no domingo - a última prova da competição - mas o seu melhor tempo pessoal de dois minutos e 5,63 segundos foi suficiente para conquistar o ouro.
Johnson-Thompson terminou com 6.740 pontos, enquanto Anna Hall, dos Estados Unidos, medalha de bronze mundial do ano passado, conquistou a prata com 6.720 e Anouk Vetter, dos Países Baixos, ficou com o bronze (6.501).
Johnson-Thompson, que olhou para o painel de avaliação com um ar de incredulidade após os 800 metros, rompeu o tendão de Aquiles em 2020 e foi forçada a desistir durante os Jogos Olímpicos de Tóquio, quando rasgou um músculo da barriga da perna durante os 200 metros.
"Este foi um dos heptatlos mais duros que já fiz - o início atrasado (sábado, devido a uma tempestade), o longo dia, depois dormi cerca de três horas na noite passada", disse Johnson-Thompson. "Mas todas estas raparigas merecem um enorme respeito", acrescentou.
Uma exausta Johnson-Thompson caiu de joelhos na pista e olhou para o placar com uma alegria incrédula quando os resultados finais foram divulgados.
A campeã mundial e olímpica Nafi Thiam, da Bélgica, não participou no evento devido a lesão.
A carreira de Johnson-Thompson estava em dúvida depois de ter rompido o tendão de Aquiles em 2020. Teve vários contratempos, incluindo uma rotura do músculo da barriga da perna durante os 200 metros dos Jogos Olímpicos de Tóquio, que a obrigou a desistir.
Disse que o seu objetivo é uma medalha olímpica naquela que será a sua quarta participação em 2024, em Paris. O seu melhor resultado foi o sexto lugar no Rio em 2016.
No ano passado, em Eugene, teve um dececionante oitavo lugar nos Mundiais, mas recuperou para conquistar o ouro nos Jogos da Commonwealth em Birmingham. O seu único outro heptatlo desde então foi um segundo lugar no Hypo-Meeting em Gotzis, Áustria, em maio.
Johnson-Thompson, que começou a trabalhar com o novo treinador Aston Moore no verão passado, estava bem atrás, em quinto lugar, após três provas no sábado, mas subiu para a medalha de prata, atrás de Hall, com os 200 metros mais rápidos a fechar o primeiro dia.
A atleta britânica ultrapassou Hall com o seu salto de 6,54 m no salto em comprimento - o melhor da competição - para abrir o segundo dia, e manteve-se na liderança após o lançamento do dardo.
Vuleta conquista ouro no salto em comprimento
Ivana Vuleta, da Sérvia, venceu o salto em comprimento feminino nos Campeonatos do Mundo de Atletismo, este domingo, com 7,14 metros, o melhor salto do mundo esta época.
A medalhista de bronze nos Jogos Olímpicos do Rio de Janeiro em 2016 garantiu a vitória no seu quinto de seis saltos.
Tara Davis-Woodhall, dos Estados Unidos, conquistou a prata com um salto de 6,91 m na sua estreia no campeonato do mundo de seniores, enquanto Alina Rotaru-Kottmann, da Roménia, saltou 6,88 m para o bronze.
A atual campeã olímpica e mundial Malaika Mihambo, da Alemanha, não participou na competição devido a lesão.
Cheptegei ganha o terceiro ouro consecutivo
Joshua Cheptegei, do Uganda, fez uma última volta devastadora para conquistar o terceiro ouro consecutivo no Campeonato do Mundo de 10.000 metros, no domingo, apesar de nos últimos três anos não ter competido mais de 25 voltas.
O detentor do recorde mundial dos 5000m e dos 10.000m teve um ano marcado por lesões e teve dificuldades em atingir a sua melhor forma, mas, numa noite quente e húmida em Budapeste, abriu caminho ao aproximar-se da meta e impôs-se sobre a concorrência com uma última volta de 53 segundos, chegando a casa em 27:51.42.
Daniel Simiu Ebenyo, do Quénia, ficou com a prata e Selemon Barega, da Etiópia, com o bronze.
Katzberg conquista o surpreendente ouro no martelo
O canadiano Ethan Katzberg conquistou um surpreendente ouro no Campeonato do Mundo de martelo, com um lançamento de 81,25 metros, recorde nacional, na quinta ronda.
Katzberg tinha batido o seu recorde pessoal por mais de dois metros na qualificação e parecia não acreditar que tinha triunfado na final.
O campeão olímpico polaco Wojciech Nowicki ficou com a prata, com 81,02, e o húngaro Bence Halasz com o bronze, com 80,82.
O polaco Pawel Fajdek, que procurava o sexto título mundial consecutivo para igualar o recorde do saltador com vara Sergey Bubka, terminou em quarto lugar.