Nach einem verhaltenen Start in die letzte Runde sicherte sich der 25-jährige McIlroy mit einem Eagle und zwei Birdies auf den letzten 9 Löchern den Siegercheck über 1,8 Millionen Dollar.
«Das ist unglaublich. Ich weiss nicht, ob ich jemals nochmals so einen Sommer habe wie in diesem Jahr», sagte McIlroy, der bereits das British Open gewonnen hatte und nun der erste Golfer seit Padraig Harrington 2008 ist, der zwei Major-Turniere hintereinander gewinnen konnte.
Hinter Phil Mickelson, der seine Siegchancen mit einem Bogey am 16. Loch verspielte, kamen der Schwede Henrik Stenson und der Amerikaner Rickie Fowler auf den geteilten 3. Rang.
Schlussklassement: 1. Rory McIlroy (Nordirland) 268 (66+67+67+68), 2. Phil Mickelson (USA) 269 (69+67+67+66), 3. Rickie Fowler (USA) 270 (69+66+67+68) und Henrik Stenson (Sd) 270 (66+71+67+66), 5. Ryan Palmer (USA) 272 (65+70+69+68) und Jim Furyk (USA) 272 (66+68+72+66).