El as australiano, que ha perdido en las finales de la McCoy's Premier League Darts y Cash Converters World Cup este año, consiguió su primera victoria en el Players Championship desde octubre de 2010 al superar a Hamilton por el premio de £6,000.
Whitlock había sido cuartofinalista en el Players Championship del sábado, y continuó su forma para llegar hasta el final 24 horas después.
Derrotó a Tony Littleton, Scott Rand y Kim Huybrechts para asegurar otro puesto en los cuartos de final, y fue llevado hasta la 11ª leg por Steve Maish antes de avanzar a las semifinales, donde superó a Dennis Priestley 6-2.
Whitlock se encontró 2-0 abajo en la final antes de responder para empatar a dos, con los siguientes cuatro juegos también repartidos mientras el australiano lograba un segundo 11-dardos para igualar el partido a cuatro.
Luego rompió por primera vez en doble ocho antes de conseguir su cuarto 180 de la final y el doble 16 para sellar la victoria.
Hamilton había sido semifinalista el sábado, pero vengó su derrota ante Michael van Gerwen con una victoria sobre el joven holandés en su camino a la final, logrando un 6-2 en su enfrentamiento de semifinales.
El finalista del Campeonato Mundial también superó a Johnny Haines, Ian Moss, Liam Kelly, Wayne Jones y Nigel Heydon en el día, pero se le negó su primera victoria en ranking desde 2007 por la derrota ante Whitlock.
El ganador del sábado Van Gerwen reclamó un premio adicional de £2,000 en su camino a las semifinales, fallando el doble 12 para un nueve dardos contra Hamilton y promediando casi 107 en una victoria sobre Jamie Caven.
El dos veces campeón mundial Dennis Priestley llegó a las semifinales en suelo local en Barnsley, con el jugador de 62 años mostrando su clase con victorias sobre Michael Smith, Steve Hine y Justin Pipe en el día.