Han brugte 2 timer, 21 minutter og 25 sekunder på at tilbagelægge de 42.195 meter i Londons gader.
Det er 16 sekunder langsommere end landsmanden Eliud Kipchoges verdensrekord, men 14 sekunder hurtigere end historiens næstbedste tid, der indtil søndag også stod Kipchoge ud for.
23-årige Kiptum var udmattet og faldt til jorden, efter at han havde krydset målstregen i London.
Hos kvinderne var det en maratondebutant, der triumferede. Den tidligere OL-guldvinder i 5000- og 10.000-meterløb Sifan Hassan fra Holland var først over målstregen.
Den 30-årige hollænder med etiopiske rødder havde ellers en nedtur efter den første time, men kæmpede sig tilbage til frontgruppen til de sidste fem kilometer.
I en sprintafgørelse kom hun før den forsvarende olympiske mester, Peres Jepchirchir, og vandt i tiden 2 timer, 18 minutter og 33 sekunder.
Kvindernes verdensrekordholder, kenyaneren Brigid Kosgei, måtte trække sig fire minutter inde i løbet på grund af knæsmerter.