I finalen besegrade ryssen, som tävlar under neutral flagg, den 20-årige dansken Holger Rune med 2–0 i set (7–5, 7–5). Därmed tog den tidigare världsettan karriärens första titel på grus.
Söndagens final var den första i Rom sedan 2004 utan vare sig Rafael Nadal eller Novak Djokovic.
Titeln, som var Medvedevs femte denna säsong, innebär även att ryssen kommer att klättra upp som världstvåa när den nya världsrankingen presenteras på måndag. Spanjoren Carlos Alcaraz återtar platsen som värlsdetta medan Novak Djokovic går från världsetta till världstrea. Det innebär att Alcaraz, Medvedev och Djokovic kommer att seedas etta, tvåa respektive trea i franska mästerskapet.