Anisimova, número nueve mundial, cantó victoria por 6-7/4-7, 7-6/7-3) y 6-3 tras casi tres horas de una batalla que concluyó cerca de la una de la madrugada del viernes en Nueva York.
En su segunda final de Grand Slam seguida, la jugadora de Nueva Jersey se enfrentará el sábado a la bielorrusa Aryna Sabalenka, la defensora del título y número uno mundial.
Osaka no logró culminar su mejor actuación en un Grand Slam desde su último título del Abierto de Australia de 2021.
"No sé cómo lo logré. Naomi está jugando un tenis increíble. Está de vuelta adonde pertenece", afirmó una emocionada Anisimova en la pista central.
"Este torneo es tan importante para mí, ha sido un sueño desde siempre", recordó la jugadora local, eliminada siempre antes de los octavos de final en Flushing Meadows.
A los 24 años, Amanda ha explotado esta temporada en el circuito después de tomarse un tiempo fuera del tenis en 2023 por problemas vinculados con la salud mental.
Frente a Osaka, otra tenista que paró su carrera por periodos de depresión, libró un emocionante pulso con un tenis de alta calidad y numerosos giros de guion, con un total de 11 breaks.
Máxima igualdad
Tras un nervioso inicio, la estadounidense impuso la potencia de su derecha con la confianza que le dio su triunfo el día anterior frente a Swiatek, cuando vengó la humillante derrota por doble 6-0 que le asestó la polaca en la final de Wimbledon.
El apretado primer set cayó del lado de Osaka en el tiebreak, en el que su rival se condenó con una sucesión de errores.
Pero la estadounidense encajó bien el golpe y su poderosa muñeca fue entrando en ritmo en el segundo parcial.
A. Anisimova quebró tres veces a N. Osaka, pero la japonesa se los devolvió en el siguiente juego.
Con la tensión disparada, ambas jugadoras discutían con sus palcos. La anfitriona liberaba frustración dándose un golpe en la cabeza con la raqueta y Osaka arrojándola al suelo.
El set desembocó en otro tiebreak que esta vez su oponente, más relajada, controló desde el principio.
La nipona trató de reactivarse en el vestuario, pero a la vuelta se encontró con la misma Anisimova, que seguía ajustando sus balazos a las esquinas.
Un quiebre en el cuarto juego le dio la ventaja que necesitaba para culminar el triunfo con su tercera pelota de partido.