Jabeur förlorade det första setet efter tiebreak för att sedan vinna det andra med 6–4.
Även tredje var välspelat och rafflande, även om setsiffrorna visade att spänningen inte var lika dramatisk.
Jabeur sopade hem det avgörandet setet med 6–3 och är klar för sin andra raka Wimbledon-final. I fjol föll tunisiskan mot Elena Rybakina i finalen.
I årets Wimbledon-final ställs Jabeur mot tjeckiskan Marketa Vondrousova, 42:a på världsrankningen.
– Jag har inga ord, tack till publiken som höll mig kvar i matchen, säger Jabeur i segerintervjun.
"Stolt över mig själv"
Tunisiskan var fly förbannad efter det första setet och låg även under med 2–4 i andra.
– Jag jobbar mycket med min mentala coach med det här (om att hantera sina känslor). Det hjälper mig mycket. Jag är väldigt stolt över mig själv. Kanske hade gamla Ons förlorat matchen i dag, men jag är glad att jag grävde djupt och hittade styrkan.
– Jag har lärt mig att omvandla den dåliga energin till bra energi.
Ute efter revansch
Vondrousova besegrade å sin sida ukrainskan Elina Svitolina, 76:a i världen, i två raka set (6–3, 6–3), i den andra semifinalen.
Tjeckiskan hade ett motigt fjolår med skador och operationer, vilket gjorde att hon missade tre grand slam-turneringar.
– Jag spelade inte på sex månader förra året, du vet aldrig om du kan komma tillbaka till den nivån igen. Jag är bara så tacksam över att vara här, att vara frisk och spela tennis igen, säger Vondrousova.
Finalen är tjeckiskans andra grand slam-final i karriären. 2019 nådde hon finalen i Franska mästerskapen, där hon förlorade mot australiskan Ashleigh Barty.
Jabeur om sin finalmotståndare:
– Hon är en bra spelare, jag har redan förlorat mot henne två gånger i år. Jag är ute efter revansch.