Les trois juges ont noté le combat 116-112 en faveur de l'Ukrainien, qui défend avec succès ses titres WBA (Super), WBO et WBC.
Oleksandr Usyk, le seul homme à avoir battu Tyson Fury dans sa carrière, reste également invaincu.
Des points d'interrogation entourent désormais Fury, qui a annoncé sa retraite en 2022 avant de revenir sur sa décision.
Pour Usyk, battre à nouveau le "Gypsy King" a renforcé sa place parmi les grands de la boxe.
"Je gagne, c'est bien. Merci, Dieu", a déclaré Usyk à BBC Sport après son triomphe sur Fury.
Au sujet de son adversaire, il a ajouté : "C'est un grand combattant. J'ai vécu 24 rounds incroyables pour ma carrière, merci".
Des voix se sont élevées pour demander à Usyk d'affronter le Britannique Daniel Dubois - qui était présent - lors de son prochain combat.
La réponse de l'Ukrainien ? "Pas de problème, je suis prêt. Prochain combat, pas de problème".