Hun løp på 1.58,82 og vant foran Hasna Benhassi fra Marokko og Tatjana Andrianova fra Russland.
Zulia Calatayud var klart først i mål. (Foto: AFP/Scanpix)
- Jeg grep initiativet tidlig, la meg først i feltet og holdt posisjonen til mål. Nå er jeg lykkelig. Jeg har slitt så hardt for dette, og det var veldig viktig for meg å lykkes, sa den 25 år gamle vinneren.
Calatayud ble sist i OL-finalen i Athen i fjor, og tok med gullet sin første mesterskaps-medalje.
Det var Cubas første 800 metergull siden Ana Quirot vant i Athen i 1997.
Veteran
Veteranen Maria Mutola ble nummer fire i det som trolig er hennes siste store mesterskap.
Mutola, som tok sitt første VM-gull på distansen for 12 år siden, har vunnet 800 meter i de to siste mesterskapene.
I dagens finale var hun imidlertid sjanseløs i spurten.
OL-mester Kelly Holmes deltar ikke i VM på grunn av skade.