El estadounidense, ganador de cinco 'majors', barió en el desempate a su compatriota Justin Thomas.
Mickelson, quien no había logrado la victoria desde el Open Championship en Muirfield en 2013, vino de atrás para acabar llevándose la primera prueba del World Golf Championships (WGC) en Chapultepec, cerca de Ciudad de México.
"Han sido cuatro años duros, no estaba jugando a mi mejor nivel. Pero saber que vas a llegar ahí y finalmente conseguirlo es un sentimiento increíble", dijo el vencedor.
"Siento que aún quedan más cosas por llegar. Estoy empezando a jugar mi mejor golf", añadió Mickelson, de 47 años.
Thomas, quien se impuso en el Honda Classic la semana pasada, es una de las mayores promesas del deporte de su país a sus 24 años.
"Si me hubieran dicho que iba a estar en un playoff después de dos rondas, habría respondido que es mentira", apuntó por su parte Thomas, el Jugador del Año del US PGA Tour.
El indio Shubhankar Sharma, de 21 años, arrancaba la fecha en cabeza, pero marcó una tarjeta de 74 golpes, con cinco bogeys y solo dos birdies, y acabó a seis del liderato.
Síganos en Google Noticias con toda la información deportiva.