Le quadruple champion de Grand Chelem s'est finalement imposé 6-7 (6), 6-4, 7-6 (3) dans le plus long match de simple masculin de l'histoire du tournoi.
L'Espagnol, qui redevient numéro deux mondial derrière Jannik Sinner, était mené 3-0 dans le jeu décisif de la dernière manche, mais il s'est battu et s'est imposé en trois heures et 21 minutes.
Le joueur de 21 ans a déclaré que cette victoire était d'autant plus satisfaisante qu'il avait été éliminé au deuxième tour de l'US Open, où Sinner avait triomphé.
Carlos Alcaraz a également été éliminé en 32e de finale au Masters 1000 de Cincinnati en août.
"Probablement qu'après l'US Open, j'étais un peu déprimé", a-t-il déclaré à Pékin, son trophée posé devant lui.
"Je ne voulais pas toucher une raquette pendant un certain temps. Je ne voulais pas voyager".
Il attribue à son équipe d'entraîneurs le mérite de l'avoir ramené à son état d'esprit d'antan.
"Après cela, nous avons beaucoup parlé pendant ces jours, sachant que je devais retourner à l'entraînement, être plus fort physiquement, être plus fort mentalement pour surmonter les problèmes.
"Le mois dernier, nous avons travaillé très dur sur le terrain et en dehors, juste pour pouvoir ressentir à nouveau ce moment.
Son entraîneur Juan Carlos Ferrero était en larmes à la fin du match et Alcaraz a déclaré que cela montrait ce que cela signifiait pour lui et son équipe.
"Grâce à eux, j'ai retrouvé la joie de jouer les matches, de m'entraîner, j'ai retrouvé la motivation", a déclaré Alcaraz.
"J'avais vraiment envie de voyager, de participer à nouveau à des tournois.
