Ucraineanul s-a impus în meciul de la Riad, Arabia Saudită, cu 115-112, 113-114, 114-113, în urma unei șarje decisive în repriza a noua.
Usyk este primul campion incontestabil la categoria grea de la Lennox Lewis, care a unificat trei centuri împotriva lui Evander Holyfield în 1999.
"Mă simt bine. Multă lume s-a rugat pentru mine, vă iubesc", a declarat Usyk după aceea.
"Sunt foarte fericit. Oamenii mei vor fi foarte fericiți, cred, este o mare victorie, nu doar pentru mine, este o mare victorie pentru țara mea, pentru soldații care acum îmi apără țara."
Victoria lui Usyk, care îi permite să adauge centura WBC a lui Fury la colecția sa WBA, WBO și IBF, îi aduce adversarului său și prima înfrângere din cei 16 ani de carieră profesională.
Fury, însă, a considerat că a fost în partea greșită a deciziei și a cerut imediat o revanșă în octombrie.
"Cred că am câștigat această luptă. Cred că el a câștigat câteva runde, dar eu am câștigat mai multe", a declarat el.
"Nu faceți nicio greșeală, am câștigat acea luptă și mă voi întoarce. Ne întoarcem la familiile noastre și o vom organiza din nou în octombrie.
"Nu am de gând să stau aici să plâng și să găsesc scuze".
Meciul s-a deschis în runda a opta, cu ambii luptători lovindu-se puternic în timp ce încercau să preia controlul.
Fury a atacat primul, înainte ca Usyk să revină, provocând tăieturi la nas și în partea stângă a capului adversarului său.
Dar momentul s-a schimbat masiv în favoarea lui Usyk într-o rundă a noua brutală, în care Fury a fost năucit.
Arbitrul a anunțat un knockdown după ce s-a împiedicat de corzi, dar a fost salvat de clopot și a supraviețuit cumva rundei.
Usyk - știind că acum deținea controlul - și-a păstrat calmul și nu a vizat un KO, dar a continuat să îi provoace daune lui Fury, care părea din ce în ce mai vulnerabil.
Amândoi s-au luptat până la ultima picătură de energie în ultima rundă, care s-a încheiat cu Fury ridicând mâna, în timp ce Usyk a căzut în genunchi în ring și și-a îmbrățișat echipa înainte de a se afla decizia judecătorilor.