Dermed sikrer hun sig pladsen som nummer et på verdensranglisten.
Swiatek, der var andenseedet i turneringen, dominerede Pegula fra kampens start og besejrede amerikaneren på 59 minutter.
Da WTA Finalen er årets sidste turnering, kan Swiatek afslutte året som verdensetter. Det er andet år i træk, at hun gør det.
"Jeg vil gerne takke mit hold, der har været der for mig hele sæsonen," siger Swiatek, da hun får overrakt trofæet.
"Vi har haft mange op- og nedture, men det her er klart en optur, og vi vil få mange flere, hvis vi bliver ved med at arbejde sådan her."
Pegula havde besejret Swiatek, da de to spillere senest mødtes i Montreal i august. Under sæsonfinalen havde hendes spil også imponeret mange iagttagere.
Men den 29-årige amerikaner fra New York så på intet tidspunkt ud til at kunne slå Swiatek, der ifølge AFP var skarpere i alle henseender.
Den polske stjerne dominerede med sin serv og trak Pegula rundt på hele banen.
"Tillykke med at slutte året som nummer et og med at vinde denne turnering. Det er virkelig utroligt," siger Pegula.
"Du fortsætter med at presse mig til at blive en bedre spiller, og jeg værdsætter det aspekt af det. Jeg ville ønske, at jeg kunne have klaret det bedre i dag, men det er sådan det er nogle gange."
I semifinalen slog Swiatek belarusiske Aryna Sabalenka. Det var Sabalenka, der indtog verdensranglistens førsteplads, indtil Swiateks sejr mandag aften.
Ifølge WTA er 22-årige Swiatek den yngste vinder af sæsonfinalen, siden Petra Kvitova vandt turneringen i 2011.
WTA Finals er den årlige sæsonfinale, hvor de otte bedste spillere i kalenderåret deltager.