Finalen mellan serben och spanjoren – världstvåa respektive världsetta – blev en riktig nagelbitare som fick avgöras i tiebreak, där Djokovic till sist drog det längsta strået.
När anspänningen var över slet Djokovic sönder tröjan av glädje.
– En av de tuffaste matcher jag spelat i hela min karriär, sa Djokovic.
Alcaraz brände matchboll
Den 23-faldige grand slam-vinnaren fick revansch efter den jämna Wimbledon-finalen, där Alcaraz lyckades bärga bucklan efter att ha segrat med 3-2 i set.
Det blev minst lika jämnt i Cincinnati där Alcaraz kunde ha vunnit redan i andra set. Spanjoren hade en matchboll men brände den. Världsettan slog sönder handen i vreden över det förlorade andra setet och blev omplåstrad.
I tredje set hade sedan Djokovic fyra matchbollar som han inte förvaltade. Det fick avgöras i tiebreak där serben vann med 7-4.