Hudson-Smith så ud til at være på vej til at vinde sit lands første guld på distancen siden "Chariots of Fire" Eric Liddell ved legene i Paris for 100 år siden, men Hall stormede i stedet forbi, vandt i en personlig rekordtid på 43,40 sekunder og gav USA deres første triumf siden LaShawn Merritt i Beijing.
Hudson-Smith forbedrede sin egen europæiske rekord med 43,44 og vandt sølv, og Zambias 21-årige Muzala Samukonga satte sin anden nationale rekord i træk i Paris med 43,74 og tog bronze.
Hall, som tog bronze bag Jamaicas Antonio Watson og Hudson-Smith ved sidste års verdensmesterskab, så ud til at være ude af kampen, da han kom ind på den sidste lige strækning, en fjern fjerdeplads, mens Hudson-Smith så ud til at være på vej mod sit første globale guld i en skadesplaget karriere.
Amerikaneren var stadig langt bagefter på vej ind i de sidste 30 meter, men fandt på en eller anden måde energien til at spurte forbi alle og blive den fjerdehurtigste mand på distancen bag verdensrekordholderen Wayde van Niekerk (43,03), Michael Johnson (43,18) og Butch Reynolds (43,29). Hudson-Smith er nu nummer fem.
Jereem Richards på fjerdepladsen satte national rekord i Trinidad og Tobago med 43,78, og den tidligere olympiske mester Kirani James på femtepladsen var også under 44 sekunder i 43,87.
"Jeg sagde til jer, at jeg ville få en guldmedalje i år, og jeg tror, at jeg lige har vist jer, at jeg gjorde det," sagde Hall, som skiftede fra 400 hækkeløb for at fokusere på det flade løb, til journalisterne.
"Jeg ved, at jeg kan vinde. Jeg vidste det i dag. Det er det, jeg har gjort hele min karriere. Jeg giver ikke op. Jeg kæmper og slider. Jeg er beslutsom. Jeg tænker på alt, hvad jeg kan gøre for at nå frem til stregen. En masse smerte, en masse smerte."
Hudson-Smith, 29 år, har vundet VM-sølv og -bronze og nu også OL-sølv efter en lang og ofte problemfyldt karriere.
"Nogle gange er rejsen bedre end resultatet. Min tid skal nok komme," sagde han.
"Jeg kan ikke beskrive følelserne, de er så blandede. Jeg var så tæt på at få guld."
"Jeg er så taknemmelig for alle dem, der kom for at se mig. Det har været en vanvittig rejse. Jeg vil bare blive ved med at bygge på."
