Den före detta världsettan och dubbla grand slam-vinnaren vann semifinalen med 6–2, 7–6 och ställs i lördagens final mot Victoria Aazarenka, Belarus. Genrepsturneringen inför US Open spelas i samma bubbla som grand slam-turneringen ska avgöras. Azarenka besegrade Johanna Konta, Storbritannien, med 4–6, 6–4, 6–1.
Japanskan är uppväxt i USA med haitisk-japansk bakgrund och sade i onsdags att hon skulle bojkotta semifinalen mot Mertens som en protest mot polisvåldet mot svarta i USA där skjutningen av Jacob Blake i Wisconsin är den senaste i raden av övergrepp.
– Jag är en idrottare, men framför allt en svart kvinna. Och som svart kvinna känner jag att det finns mycket viktigare saker som behöver uppmärksammas än att se mig spela tennis, sade hon då.
Men efter samtal med WTA-touren och det amerikanska tennisförbundet som samtidigt sköt upp semifinalen till fredag och gjorde torsdagen helt spelfri för att uppmärksamma övergreppen, ändrade sig Naomi Osaka.
Efter segern sade hon att hon varit nervös inför matchen och knappt kunnat sova under natten.
– Jag är väldigt glad att jag kunde spela på en så bra nivå. Jag är glad att jag inte kollapsade mentalt, sade hon enligt WTA.
US Open startar på måndag.