Foi o oitavo triunfo de Hovland no PGA Tour, o norueguês de 28 anos, que converteu um putt para birdie de pouco mais de nove pés no buraco 18.
Scheffler falhou depois de pouco mais de dois pés, selando a vitória de Hovland no TPC River Highlands, em Cromwell, Connecticut.
"Tem sido stressante, mas sim, é inacreditável, especialmente depois do Scottie colocar a bola tão perto dali", disse Hovland.
"Sabia que tinha de dar o meu melhor para ter hipótese de o vencer e ele obrigou-me mesmo a isso. Não podia estar mais feliz", acrescentou.
Scheffler, norte-americano de 30 anos e vencedor de quatro majors, ficou-se pelo seu quarto segundo lugar da época.
"Joguei de forma sólida ao longo dos quatro dias", afirmou Scheffler.
"Fiquei um pouco desiludido com o final, mas no geral penso que o meu jogo está num bom momento", acrescentou.
Hovland arrecadou o prémio máximo de 3,6 milhões de dólares do torneio da série signature do PGA, com um total de 20 milhões de dólares em prémios.
Foi o oitavo título de Hovland no PGA Tour e o primeiro desde o Valspar Championship do ano passado. Venceu o seu único outro play-off para conquistar o Memorial de 2023.
Scheffler converteu um putt decisivo para par de pouco menos de nove pés no buraco 18, no domingo, forçando o play-off depois de ambos terminarem as 72 voltas com um total de 21 abaixo do par, 259.
Scheffler fez uma última jornada de 68 pancadas, duas abaixo do par, enquanto Hovland terminou com 69, após uma tempestade ao final da tarde ter interrompido o jogo durante 83 minutos, levando à suspensão da partida devido à falta de luz antes do início do play-off.
O play-off começou com ambos os jogadores a encontrarem o fairway.
Um approach de 8-ferro de Scheffler ficou a pouco mais de dois pés do buraco, enquanto Hovland colocou a bola com um 9-ferro a pouco mais de seis pés.
O putt de birdie sob pressão de Hovland entrou pelo lado direito e o putt de Scheffler saiu pelo lado esquerdo do buraco.
"Bati na linha certa. Acho que foi só um pouco forte demais", disse Scheffler.
"Era daqueles putts que tinha de entrar e bati-lhe com força. Foi um pouco desapontante. Foi simplesmente uma daquelas semanas em que estive perto, mas não foi suficiente", acrescentou.
Hovland venceu pela primeira vez com a sua mãe, Galina, a assistir.
"Fico contente por a minha mãe ter podido estar aqui e podermos partilhar este momento juntos", disse Hovland.
Hovland foi apoiado por adeptos noruegueses do Mundial, vestidos com camisolas de futebol e a entoar o seu nome.
"Ajuda quando se tem pessoas assim a apoiar-nos também", disse Hovland: "Sei o quão bom posso tornar-me e continuo a desafiar-me, quero sempre evoluir."
Scheffler, que venceu o Travelers de 2024 num play-off, triunfou na abertura da época no deserto da Califórnia, mas não voltou a ganhar desde então. Este é o seu quarto segundo lugar do ano, tendo também sido vice-campeão no Masters, Heritage e Doral.