Trận chung kết chứng kiến những giây phút điên rồ trong set năm, khi hai tay vợt liên tục bỏ lỡ cơ hội lúc chỉ cách chiến thắng một game giao thành công. Sau cùng, Thiem tỏ ra bản lĩnh hơn. Tay vợt Áo hoàn tất màn ngược dòng sau khi bị dẫn trước hai set, cũng như bị dẫn 3-5 ở set năm quyết định.
Không như các trận tứ kết và bán kết, Zverev nhập cuộc đầy hứng khởi trước Thiem. Tay vợt Đức thắng game đỡ bóng từ rất sớm và kiểm soát thế trận. Trong set đầu, Zverev giao bóng một vào sân tới 68%, còn Thiem chỉ đạt 37%. Anh cũng đạt tỷ lệ thắng điểm bóng hai vượt trội đối thủ (67% so với 29%), và số winner (16) gấp bốn lần Thiem.
Thiem mất thêm một game giao và thua set đầu 2-6. Thế trận không có nhiều thay đổi trong set hai, khi Zverev tỏ ra bền bỉ hơn. Hạt giống số năm cũng không ngại tấn công khi có cơ hội, với những cú thuận tay dọc dây nặng và hiểm. Thiem dường như chưa thể thích nghi với lối tiếp cận trận đấu chủ động của đối thủ. Tay vợt Áo phải cứu break-point ở hầu hết những game giao trong set hai.
Zverev dẫn 5-1 và có ba set-point trong game giao của Thiem. Nhưng Thiem cứu cả ba nguy cơ thua set, rồi thắng game đỡ bóng kế tiếp. Khi hạt giống số hai có dấu hiệu trở lại, Zverev giữ chắc game giao quyết định để ngăn cản màn ngược dòng của đối thủ trong set. Tay vợt Đức tấn công tốt và ghi liền hai điểm khi tỷ số là 30-30, để thắng set hai 6-4.
Chức vô địch ở rất gần Zverev, khi anh sớm thắng game đỡ bóng trong set ba và dẫn 2-1. Nhưng ở game giao kế tiếp, anh mắc lỗi kép khi tỷ số là 30-30, tự đẩy bản thân đương đầu với sức ép mất game. Zverev hai lần cứu break-point, nhưng bất lực ở lần thứ ba.
Game đấu đó được xem như bước ngoặt của trận đấu. Thiem lấy lại sự tự tin và vững vàng hơn trong các loạt bóng bền. Zverev thì tiếp tục vật lộn với những lỗi kép. Ở game 10, anh mất điểm từ những pha giao hỏng, trước khi bị dẫn 15-40. Lỗi đánh hỏng thứ 32 trong trận khiến Zverev mất game và thua luôn set ba 4-6.
Thiem càng chơi càng hay, còn Zverev có dấu hiệu đuối sức sau khi phải đấu chín set ở hai vòng kế trước. Ở set bốn, Zverev chỉ giao bóng một vào sân 52%, mắc tới 12 lỗi tự đánh hỏng, so với hai lỗi của đối thủ. Thiem làm chủ thế trận trong set này, khi thắng 80% điểm bóng một và thắng toàn bộ 12 điểm giao bóng hai.
Lỗi kép một lần nữa hại Zverev ở những thời khắc quan trọng. Ở game giao bản lề, Zverev giao bóng hỏng ở điểm đều và phải đối mặt với break-point. Tay vợt 23 tuổi sau đó đánh thuận tay rúc lưới và mất game. Thiem tận dụng tốt game giao kế tiếp để thắng set bốn 6-3.
Trận đấu tưởng như vuột khỏi tầm kiểm soát của Zverev, khi anh thua game giao đầu set năm. Nhưng tay vợt Đức không nản chí. Anh bung hết sức lực để thắng game đỡ bóng kế tiếp và trở lại với trận đấu.
Thiem và Zverev đều xuống sức thấy rõ trong set cuối. Cả hai giữ game giao vất vả, đặc biệt là Thiem. Liên tục phải đối mặt với điểm 0-30 trong game giao, Thiem chơi liều lĩnh và thoát hiểm ở game 6, nhưng không thể thành công ở game 8. Anh mất game giao sau một pha lên lưới của Zverev.
Kịch tính chưa dừng lại ở đó. Zverev cầm giao bóng quyết định trận đấu khi dẫn 5-3, nhưng tâm lý không vững ngăn cản anh đến với chiến thắng. Thiem chủ động đánh bền, còn Zverev lại tỏ ra vội vàng và liên tục đánh rúc lưới. Đối mặt với break-point, Zverev tràn lưới nhưng bất thành. Thiem thắng game đỡ bóng và trở lại với trận đấu.
Trong khi Zverev bất ổn về tâm lý, Thiem thể hiện bản lĩnh. Ở điểm 4-5, 30-30, tay vợt Áo ghi hai điểm winner từ những cú thuận tay dọc dây cực hiểm. Sau khi gỡ hòa, Thiem thắng luôn game đỡ bóng kế tiếp để tạo ra cơ hội kết thúc trận đấu.
Nhưng Thiem không thể hoàn tất chuỗi bốn game thắng liên tiếp để chiến thắng, sau khi bung quá nhiều sức. Vết đau ở chân khiến tay vợt Áo di chuyển tập tễnh và không thể bảo toàn game giao quyết định. Zverev đưa set năm vào loạt tie-break sau điểm winner thuận tay dọc dây.
Thể lực cạn kiệt ảnh hưởng đến cả Thiem và Zverev ở loạt tie-break quyết định. Thiem phải dùng nhiều cú cắt làm giảm nhịp độ của các pha bóng bền và chờ đối thủ mắc lỗi. Zverev thì tự mắc sai lầm bởi những lỗi kép. Hai lỗi kép khiến Zverev bị dẫn 3-5. Thiem sau đó có hai cơ hội chiến thắng khi dẫn 6-4, nhưng đều bỏ lỡ sau những pha thuận tay hỏng.
Cơ hội thứ ba đến với Thiem, sau khi anh đánh bại Zverev từ pha bắn lưới. Cầm giao bóng và dẫn 7-6, Thiem giành match-point sau lỗi đánh hỏng của Zverev. Tay vợt Áo lần đầu giành Grand Slam, với chiến thắng 2-6, 4-6, 6-4, 6-3, 7-6 sau hơn bốn giờ đồng hồ.
Sau sáu năm, kể từ khi Marin Cilic vô địch Mỹ Mở rộng 2014, tennis nam mới lại chứng kiến một nhà tân vô địch Grand Slam. Thiem cũng là tay vợt đầu tiên vô địch Mỹ Mở rộng trong Kỷ nguyên Mở sau khi thua hai set đầu ở chung kết.
Nhân Đạt