Es el primer título de la bielorrusa en Miami y el segundo de la temporada, tras el logrado en enero en Brisbane.
Tras perder la final de Indian Wells ante la rusa de 17 años Mirra Andreeva a principios de mes, Sabalenka estaba decidida a no volver a caer en el último obstáculo.
"Ganar este trofeo es muy especial", declaró Sabalenka, que rindió homenaje a la actuación de Pegula.
Ambas jugadoras lucharon por mantener su saque en el primer set, y Pegula causó algunos problemas a Sabalenka cuando subió a la red.
Pero todo cambió cuando Pegula sacaba para mantenerse en el set con 6-5 en contra, y Sabalenka realizó una certera dejada de derecha y luego un soberbio golpe ganador desde la línea de fondo para llevarse el set.
Una vez que se recuperó de la rotura de su primer juego de servicio en el segundo set, todo fue más fácil para Sabalenka, cuyo intento de conquistar su tercer título consecutivo del Open de Australia se vio frustrado en la final de Melbourne por Madison Keys a principios de este año.
Sabalenka rompió dos veces para ponerse 3-1 arriba y a partir de ese momento nunca tuvo la victoria en peligro, ya que se hizo con la victoria en una hora y 27 minutos.
Era la tercera vez que Pegula se enfrentaba a Sabalenka en una final, y ha perdido en las tres ocasiones.
En la final masculina del domingo, Novak Djokovic se enfrentará al checo Jakub Mensik, de 19 años, en busca de su 100º título profesional.