Nordirlands Rea slutade tvåa efter en spännande duell med walesare Davies på spanska kretsen.
Rea ledde för det mesta av loppet efter att ha börjat nionde på rutnätet och kort slå fram igen i sista varvet.
Trots att inte vinna för första gången i år, Rea har utökat sitt mästerskap leder till 50 poäng.
Marco Melandri av Italien var tredje med Englands Tom Sykes på fjärde plats.
Davies kraschade i lördagens lopp en medan leder i slutskedet, och segern ser honom återfå andra plats i den övergripande ställningar.
Rea, 30, försöker bli den första ryttaren att vinna tre på varandra följande WSB-titlar.
"Jag försökte min svåraste men det räckte inte", säger Rea.
"Jag hade några bra första varv och fastnade i en rytm, men med glidströmmen höll gruppen ihop.
"Det var så blåsigt, det var ganska läskigt.
"I sista varvet gjorde Chaz ett misstag och öppnade dörren men sedan stängde han den snabbt igen.
"Grattis till Chaz - han gjorde ett bra jobb efter det som hände igår."
Rea startade säsongen med dubbla vinster på Phillip Island och Thailand, och gjorde det fem av fem genom att vinna den första tävlingen på Aragonien.
Försvarsmästare Jonathan Reas run av fem på varandra följande World Superbike segrar slutade när Chaz Davies vann race två på Aragonien på söndag.