För motståndet i finalen stod belarusiskan Viktoryja Azaranka, och de båda bjöd på en utdragen kamp där båda vägrade att släppa en boll till motståndaren.
De första tre gamen tog 20 minuter att ta sig igenom, när båda spelarna matade baslinjeslag efter baslinjeslag mot varandra.
Men efter 7–6 (5), 2–6, 7–6 (2) och tre timmar och fyra minuter stod Paula Badosa som segrare i Indian Wells.
– Det var en tuff match och jag tror att det var en ganska bra match också, för hon spelade på en fantastisk nivå. Jag var tvungen att höja mig i varje set. Och i tredje spelade jag mitt bästa, vilket var enda chansen om jag skulle vinna, säger Badosa, som är den första spanska kvinnan att vinna i Indian Wells.
Segern gör att hon väntas klättra till en trettondeplats på världsrankingen. För ett år sedan låg hon på 87:e plats.
Brittisk historia
På ATP-sidan lyckades Cameron Norrie med något som varken Andy Murray, Tim Henman och Greg Rusedki mäktade med. Han är den förste britten att vinna en final i Indian Wells av något slag, enligt arrangören.
Norrie tog sin 47:e seger för säsongen när han besegrade georgiern Nikoloz Basilashvili med 3–6, 6–4, 6–1.
– Det betyder så mycket. Jag kan inte ens sätta ord på det, säger Norrie enligt tävlingens sajt.
Klättrar i rankingen
Segern kommer att innebära att Cameron Norrie hamnar på 16:e plats på världsrankingen. Han har spelat sex finaler i år, ett antal som bara klås av världsettan Novak Djokovic.
– Jag har verkligen njutit av min tennis, av att vara ute på planen och tävla vid stora tillfällen. Jag är så nöjd med hur jag hanterade tillställningen. Jag är mycket bättre i år. Jag har förlorat många finaler, så det är fint att kunna få till det i dag, säger han.