Han satte Spaniens Mohamed Katir (25) på de sidste 50 meter og vandt i tiden 13 minutter og 11,30 sekunder. Katir tog sølvet i 13:11.44, mens Jacob Krop (22) fra Kenya løb sig til bronze i 13:12.28.
Ingebrigtsen blev slået af briten Josh Kerr (25) på 1.500 m, og i en tro kopi af sidste års VM, hvor nordmanden kom tilbage fra et nederlag til briten Jake Wightman (29) og vandt 5.000 m, måtte han grave dybt for sejren og rykkede op fra fjerde til andenpladsen med 200 meter tilbage.
"Jeg var nødt til at levere et optimalt løb," sagde Ingebrigtsen til den norske tv-station NRK. "Jeg har været svimmel hele dagen, og jeg havde det ikke godt i opvarmningen, hvilket jeg heller ikke har haft de sidste par dage. Så er det utroligt stort alligevel at tage sejren."
Det var kun Ingebrigtsens anden 5.000 meter i denne sæson, hans første kom i semifinalen i Budapest.
Ugandas Oscar Chelimo (21) kom ikke i mål, da han trak sig ud af banen med en forstrækning to omgange før mål.