Atherton, 28, har vunnit alla sju tävlingar denna säsong och 13 i rad, en körning sträcker sig tillbaka till 2015.
Världsmästaren hade redan förseglat 2016 VM-kronan i Kanada förra månaden men vann i Andorra på lördag för att avsluta VM säsongen obesegrad.
Hon har nu vunnit fem övergripande VM-titlar i nedförsbacke.
Wales Manon Carpenter avslutade en brittisk en-två i den totala ställningen, avslutar 560 poäng bakom Atherton.
Trek Factory Racing's Atherton vann det sista loppet med 6,5 sekunder före Australian Tracey Hannah och Myriam Nicole av Frankrike.
I herrarnas händelse, Storbritanniens Danny Hart vann sin tredje på varandra följande VM race men slutade tvåa i den övergripande ställningar bakom American Aaron Gwin.
Storbritanniens Rachel Atherton avslutade den första "perfekt säsong" i UCI Downhill Mountain Bike World Cup historia med seger i säsongens sista lopp.