Mediauppspelning stöds inte på den här enheten
Isaac Makwala berättade BBC Sport hans "hjärta bröt" efter att ha nekats inträde till tisdagens 400m final i London.
30-åringen, som drogs tillbaka av organisatörer IAAF "på grund av ett medicinskt tillstånd", ifrågasatte hur tjänstemän kunde veta att han var sjuk, utan tester.
Han sa att han kände sig saboterad.
Tisdagens lopp vanns av OS-mästare och världsrekordsinnehavaren Wayde Van Niekerk, som - i veckan åtta gånger OS-sprint mästare Bolt pensioneras - har beskrivits som "den nya superstjärnan i friidrott".
"Det är något skumt de inte vill berätta för oss", sade Makwala. "Det är inte så att jag var sjuk, det är något mer med det.
"Hur kan de bara se på dig och se att du är sjuk? Om de hade testat mig skulle jag inte ha det problemet, men de bara antog.
"Usain Bolt är ute nu så IAAF vill att någon ska vara ansiktet av friidrott."
Som svar sade idrottsstyrelsens styrande organ till BBC Sport: " Det finns inget vi vill ha mer än extraordinära tävlingar i dessa mästerskap.
"Vi befriade upp tävlingsschemat för att tillåta detta, särskilt mellan dessa två idrottare genom att tillåta möjligheten att fördubbla på 200m och 400m."
Mediauppspelning stöds inte på den här enheten
Van Niekerks vinsttid var 43,98 sekunder.
Vid ett Diamond League-möte i Monaco i juli sprang Makwala 43.84, men slutade fortfarande bakom sydafrikanen (43.73).
"När jag såg honom korsa linjen på tisdag var jag som, detta var min tid. Han sprang en normal tid. Jag var på form för en snabbare tid," Makwala sade.
"Britterna hade aldrig tillåtit det om jag var Mo Farah eller Wayne Rooney.
"I Botswana måste vi betala för att träna, detta är inte som Storbritannien. Jag känner att det har varit slöseri med pengar och träning."
Briton Farah vann sitt tredje guld-VM 10 000 miljoner på fredag.
Mediauppspelning stöds inte på den här enheten
IAAF erkände Makwalas frånvaro var "ett sorgligt fall" men sade att dess medicinska personal undersökte idrottaren, och anteckningar tagna av en läkare visade att han hade kräkts under en 18-timmars period.
Det stod att det var under instruktioner till karantänidrottare som visade symptom på ett "mycket virulent" norovirusutbrott.
Pam Venning, medicinsk chef vid IAAF, sade till BBC Sport på tisdagen: " Jag måste lita på mina läkare. Min roll är att säkerställa vården av alla idrottare här och det är en mycket smittsam och mycket virulent sjukdom."
I ett senare uttalande sade den styrande kretsen: "Den lagläkare, lagledare och team fysio hade informerats efter läkarundersökningen att idrottaren bör sättas i karantän i 48 timmar och skulle därför missa 400m finalen på tisdag."
Venning sade "alla andra lag" med drabbade idrottare hade följt IAAF instruktioner.
Folkhälsan England säger att 30 idrottare och supportpersonal har drabbats av sjukdom på Tower Hotel i London - även om hotellet inte är källan till utbrottet.
IAAF har insisterat på ett tydligt meddelande till Botswanadelegationen om att Makwala inte skulle få köras efter en läkarundersökning.
Men Botswanas tjänstemän sade att de inte hade fått någon förklaring till varför Makwala inte tilläts komma in, och de hade inte blivit tillsagda att hålla löparen i karantän.
Landets olympiska chef Falcon Sedimo sade till BBC Sport: " Det har inte funnits någon officiell kommunikation, ingen formell kommunikation från IAAF över huvud taget. Vi fick reda på det från media.
"Det har inte gjorts några medicinska tester alls, det är bara generella antaganden på grund av sjukdomsutbrottet och han har bara ett av dessa symptom."
Botswana medicinsk gruppmedlem Simon O'Brien sade Makwala visade inga symtom på buggen och skyllde "dålig kommunikation" från IAAF för idrottare som missade loppet.
"Han är frisk, han är mycket bra, han är beredd att springa, och han bara hålls borta av IAAF," sade O'Brien, som insisterade på att det inte fanns några tecken på sjukdomen under den tid han tillbringade med Makwala.
Efter att ha vunnit guld sade Van Niekerk: " Jag skulle vilja att han fick sin rätta chans. Jag tror att han skulle ha gjort mycket bra ifrån sig. Jag har så mycket sympati. Jag önskar verkligen att jag kunde ge honom min medalj."
Brittiska tidigare 400m löpare Dai Greene tweetade: "Jag var verkligen sjuk i uppbyggnaden [till 2010 Samväldesspelen] i Delhi som var så många andra. Men ingen hindrade oss från att tävla eller pröva oss."
BBC kommentator Allison Curbishley, en annan tidigare 400m löpare, försvarade IAAF: s beslut att hindra Makwala från att tävla, men beskrev sin hantering av situationen som "en riktig röra".
"När han presenterade sig som sjuk, var naturligtvis IAAF tvungen att gå till sina protokoll. Sjukdom hade redan varit ett problem från och med söndagen, så de var tydligt på gränsen och ville inte att det skulle sprida sig," berättade hon för BBC Sport.
"Allt handlar om kommunikation. IAAF hanterade det inte på ett lysande sätt, och om situationen uppstod igen tror jag att det skulle hanteras på ett mycket annorlunda sätt.
"Som atletiska fans blev vi rånade på en stor head-to-head, och vad vi kan se hända nu är om en idrottsman har samma symptom senare denna vecka kan de mycket väl hålla det tyst."
Flera tyska och kanadensiska idrottsmän som bodde på Tower Hotel blev sjuka förra veckan.
Ytterligare 30 tyskar som skulle anlända på tisdagen flyttades till andra hotell.
Tyska trippel jumper Neele Eckhardt kollapsade men var tillräckligt bra för att tävla på lördag, och deltog i måndagens final.
Irlands lag, som också bor på hotellet, har bekräftat att en idrottsman - 400 meters hinderare Thomas Barr - har drabbats.
Tower Hotel sade undersökningar som utförts med miljövårdare och IAAF hade visat att hotellet var "inte källan till sjukdomen". Detta har också bekräftats av Folkhälsan i England.
Den Botswananiske atleten som var förhindrad från att springa på VM som arrangörer försökte stoppa en norovirus utbrott säger att samma skulle inte ha hänt Mo Farah eller Usain Bolt.