Den 24-åriga världssjuan har inte visat form inför mästerskapet men tände till i säsongens elfte timme och kunde driva Bertens från hörn till hörn i många bollar. Bertens gjorde alldeles för många egna enkla misstag men var ändå nära att själv stå som segrare.
När segern var klar skrek Svitolina, som bara nått kvartsfinal i Grand Slam-sammanhang, ut sin glädje efter 2.40 på inomhusbanan.
Ska kämpa till det bittra slutet
– Det känns fantastisk. Det var så tufft i dag och jag är så glad att jag kunde vinna. Det handlade bara om att springa och nå varje boll på slutet. Det var så skönt att kunna stanna kvar i matchen och till slut stänga den, säger Svitolina i Viasats sändning. På läktaren satt den amerikanska legendaren Billie Jean King, 74.
Det var ett kraftprov men Svitolina är beredd att ladda om en sista gång den här säsongen.
– I morgon väntar sista matchen på säsongen, oavsett vem jag möter kommer det att bli tufft, och jag kommer att tömma mig helt och inte lämna kvar något på banan, säger Svitolina.
I finalen får Svitolina möta Sloane Stephens som slog Karolina Pliskova med 0-6,6-4,6-1.
– Jag gick ut på banan och var lite nervös och hade ingen riktigt bra bollträff. Jag försökte bara att hänga i och är stolt över hur jag kämpade i dag, säger Stephens som förlorade de åtta första gamen innan vändningen kom.
Segraren i turneringen belönas med 16,5 miljoner kronor.