Der 34-Jährige setzte sich über 10.000 m in 26:49,51 Minuten durch und wurde zum dritten Mal in Serie Weltmeister über die längste Stadiondistanz.
"Das ist so großartig, es macht mich so stolz. Es war eine lange Reise. Die Unterstützung hier war unglaublich", sagte Farah.
Unter dem Jubel von 60.000 Zuschauern in der ausverkauften Olympia-Arena von 2012 verwies der gebürtige Somalier im Sprint den Ugander Hoshua Cheptegei (26:49,94) auf Platz zwei, Bronze holte der Kenianer Paul Tanui (26:50,60). Für Farah war es der insgesamt siebte WM-Titel.