Det var landets sjätte titel de senaste åtta åren.
Med flera tunga återbud i båda lagen var det Katerina Siniakova som fick bärga segern efter att ha slagit Sofia Kenin med 7-5,5-7,7-5, ett maratondrama som tog 3.45.
– Jag är så fruktansvärt glad över att jag vann, säger 22-åriga Siniakova till Reuters.
USA fann sig i förlusten.
– Ingen kan säga att vi inte gav allt där ute, säger kaptenen Kathy Rinaldi.