Den 25-åriga häcklöparen från Benfica sprang på 54,54 sekunder och slutade trea i heatet, bakom amerikanskan Anna Cockrell (53,63) och jamaicanskan Andrenette Knight (53,74).
"Jag tänker inte på rekordet. Jag vill ha det, men det viktigaste är att vara finalist. Om inte, hoppas jag kunna slå det nationella rekordet i nästa omgång. Det skulle vara tillräckligt för att göra mig lycklig", sa hon i en nedstämd ton.
Fatoumata Diallo säkrade bekvämt en av kvalplatserna, men inte utan att känna av effekterna av värmen och luftfuktigheten i den japanska huvudstaden. "Jag var inte särskilt bekväm, värmen och luftfuktigheten var väldigt intensiv och jag kände mig lite tung. Jag var inte perfekt och jag visste att jag var tvungen att ge allt för att sluta bland de fyra bästa. Det är alltid ett nöje att slå det nationella rekordet, men i mästerskap är det viktigaste att ta sig vidare till nästa omgång", avslutade hon.
Portugisen, som är född i Guinea-Conakry, avslutade kvalomgångarna med den nionde snabbaste tiden i de fem heaten, bland de 24 som gick vidare till semifinalerna, med sikte på finalen, som är planerad till fredagen den 20:e kl. 13.27 portugisisk tid.
Den 24:e platsen som uppnåddes i Daegu 2011 av den tidigare nationella rekordhållaren Vera Barbosa är det bästa portugisiska resultatet i tävlingen, nu inom räckhåll för Fatoumata Diallo.