2011 gelangen ihr bei der Weltmeisterschaft drei Tore gegen Mexiko im zweiten Vorrundenspiel; sie sicherte ihrer Mannschaft damit vorzeitig das Weiterkommen. Im Finale erzielte sie in der 117. Minute der Verlängerung mit einem spektakulären Hackentreffer den 2:2-Endstand gegen die Mannschaft der USA. Im anschließenden Elfmeterschießen setzte sich Japan mit 3:1 durch und wurde erstmals Weltmeister. Sawa wurde mit fünf erzielten Treffern Torschützenkönigin des Turniers und wurde zusätzlich mit der goldenen Trophäe der besten Spielerin des Turniers ausgezeichnet. Außerdem nahm sie als Kapitänin der japanischen Mannschaft die goldene Trophäe für die fairste Mannschaft entgegen und wurde zur Weltfußballerin des Jahres 2011 gewählt.