Världsettan Sabalenka, från Belarus, slog ut amerikanska Jessica Pegula, rankad trea, efter sin seger i två raka set natten mot fredagen.
– Jag ville desperat vinna. Jag ville det så gärna, säger finalisten efter semifinalen enligt AFP.
Kazakiska Jelena Rybakina säkrade sin finalplats med 2–1 i set mot amerikanska Coco Gauff i nattens andra semifinal på damsidan.
Finalen går av stapeln på lördagskvällen, svensk tid.
28-åriga Sabalenka har tagit hem de två senaste upplagorna av US Open, men har ett jobbigt år bakom sig. Motståndaren Rybakina, 27, har dragits med skadeproblem men har tagit sig igenom turneringen utan större bekymmer.