Mediauppspelning stöds inte på den här enheten
Den 25-åriga engelska kvinnan slutade nio sekunder före Australiens Ashleigh Gentle, med Wales Helen Jenkins sju sekunder i drift i tredje.
Stimpson och Jenkins, 31, kommer att kämpa för Storbritanniens tredje olympiska plats vid nästa månads World Series händelse på Australiens guldkust.
Non Stanford och Vicky Holland har redan säkrat sina platser i Rio.
Båda missade loppet i Abu Dhabi, liksom världsmästaren Gwen Jorgensen.
Stimpson sade: " Jag är oerhört motiverad att göra en av de olympiska platserna och min vinter kunde inte ha gått bättre.
"Jag och Helen är stora rivaler. Hon är en fantastisk idrottsman och jag har stor respekt för henne. Vi kunde inte ha gjort det svårare för de utvalda."
Stimpson, som vann den första guldmedaljen på Samväldesspelen i Glasgow 2014, tog sig tillbaka efter ett blygsamt 1500m bad för att gå med i tvåfaldig världsmästare Jenkins i den ledande gruppen för 40 km cykel avsnitt.
De två Britons ledde från fronten som utmanarna gradvis vikittades ner, innan Stimpson använde sin större makt för att dra bort i den sista kilometern av 10 km körning.
Jenkins, som har haft en katalog över skador under de senaste två åren, sade: " Allt rör sig i rätt riktning för vårt urvalslopp vid Guldkusten.
"Det är bara synd att Storbritannien inte kunde få fyra olympiska platser. Vi kommer bara att behöva kämpa ut det och göra vårt bästa."
Storbritanniens väljare har valt Gold Coast race som beslutsfattare eftersom det mest liknar den olympiska banan i Rio.
I herrarnas lopp, Mario Mola gjorde det back-to-back World Series segrar efter att ha vunnit förra årets sista lopp i Chicago i september.
Adam Bowden var den högst placerade Briton.
Bröderna Alistair och Jonny Brownlee har redan kvalificerat sig för sommarens OS och kommer inte att tävla förrän senare denna säsong.
Storbritanniens väljare kommer att avgöra vem som kommer att få den tredje platsen av Yokohama loppet den 14 maj - den fjärde händelsen på året.
Den andra av de nio World Series händelserna äger rum vid Guldkusten den 9-10 april.
Samväldesmästare Jodie Stimpson vann öppningsracet av 2016 World Triathlon Series i Abu Dhabi.