Stina Nilsson fick en bra start i finalen och låg inledningsvis jämsides med Marit Björgen.
Justyna Kowalczyk, Polen, utmanade i den första stigningen men lyckades inte ta sig förbi Nilsson.
I den andra stigningen hamnade Nilsson bakom Maiken Caspersen Falla och det var Norge, Norge, Sverige in på stadion.
I den sista stigningen tog sig Nilsson upp på andra plats och låg bakom Björgen in på upploppet.
Nilsson utmanade Björgen om guldet, men den norska giganten var för stark. 21-åriga Nilsson fick nöja sig med silver, men var jublande glad ändå.
Caspersen Falla tog hand om bronset före Kowalczyk.
– Det är det här man tränar för hela året. Jag är väldigt, väldigt nöjd. Jag tror inte jag har fattat det än, det är helt sjukt, säger hon till SVT efter finalen.
– Jag trodde att Justyna var den största utmanaren, men det gäller att läsa spelet. Jag tycker jag gjorode det väldigt bra.
Hinner du fira något?
– Ja, det blir nog något extra gott i kväll.
Ida Ingemarsdotter, som tog sig vidare till kvartsfinal på tid, slutade sist i samma heat.
Övriga svenskor Hanna Falk och Magdalena Pajala försvann i kvartsfinalerna.
Pajala slutade sist i sitt kvartsfinalheat, medan Falk diskades efter att först ha tjuvstartat och sedan trängt undan amerikanskan Sadie Bjornsen i spåret.
– Mardröm. Det är VM. Det är två gula kort i ett lopp, det ska inte hända. Sedan känns det surt när jag ser att jag skulle gå vidare, säger Falk, vars tid hade räckt för avancemang, till SVT.