Navarro, die voor het eerst een halve finale op een grandslam speelde, vocht zich terug toen ze van een 3-5 achterstand in de tweede set herstelde en een tiebreak afdwong.
Sabalenka sloeg 34 winners, tegenover 13 van de 23-jarige Amerikaanse.
"Mensen, nu juichen jullie voor mij. Wauw. Het is een beetje te laat," zei Sabalenka tegen het publiek in het Arthur Ashe Stadium, dat tijdens de wedstrijd duidelijk op de hand van Navarro was.
"Het betekent echt veel, en hoewel jullie haar steunden, kreeg ik nog steeds kippenvel van jullie gejuich. Het was een ongelooflijke sfeer."
De Belarussiche voegde eraan toe: "Het maakt me niet uit wie ik in de finale tegenkom, want vandaag was een goede test met het publiek dat voor mijn tegenstander juichte. Het maakt me niet uit. Ik ben klaar voor wie dan ook."
Navarro, die bij haar twee eerdere optredens op de US Open in de eerste ronde werd uitgeschakeld, gaf toe dat het affiche haar misschien had overrompeld.
"Misschien heb ik het niet 100% op de manier aangepakt zoals ik wilde tijdens de wedstrijd, maar het is een gevoel dat ik zeker opnieuw wil ervaren," zei ze.
Winners van Sabalenka
Sabalenka, vorig jaar verliezend finaliste in New York tegen de Amerikaanse Coco Gauff, gebruikte haar pure kracht om de eerste set te winnen en neutraliseerde Navarro's slimme gebruik van de hoeken.
Hoewel een vroege break werd tenietgedaan door de Amerikaanse, kwam de 26-jarige opnieuw op voorsprong in de zesde game voordat ze de eerste set veiligstelde met 16 winners, twee keer zoveel als Navarro.
Sabalenka nam met een break een 3-2 voorsprong in de tweede set, waarna Navarro meer breakpunten moest afweren om te voorkomen dat ze met 2-5 achter zou komen.
Dat gaf haar nieuwe energie en ze brak Sabalenka toen deze voor de wedstrijd serveerde, waardoor het 5-5 werd.
Ze pakte zelfs een mini-break in de tiebreak, voordat Sabalenka de overwinning over de streep trok.
Later op de avond won Jessica Pegula in de andere halve finale in drie sets van Karolina Muchova.
De finale tussen Sabalenka en Pegula wordt zaterdag afgewerkt.
