Djokovic necesitó cuatro horas y 55 minutos para imponerse al suizo, segundo cabeza de serie, por 7-6 (7/5) 1-6, 7-6 (7/4), 4-6 y 13-12 (7-3), recurriendo por primera vez a un tie-break final de 12-12 tras al cambio de las reglas en Wimbledon.
El serbio, de 32 años, salvó dos puntos de partido para sumar su 16º título de Grand Slam, colocándose a cuatro del récord en categoría masculina del propio Federer (20), que en agosto cumplirá 38 años.
Djokovic también se acerca al número de títulos en Grand Slam del español Rafa Nadal, que cuenta con 18.
'Creo que ésta fue, si no la final más excitante en la que haya tomado parte, sí una de los dos o tres mejores de mi carrera', afirmó el serbio al levantar el trofeo tras un quinto set de infarto que duró dos horas.