Ngannou, 37 ans, a mis Fury sur le tapis au troisième round après un crochet du gauche.
Alors qu'un juge a donné 95-94 en faveur de Ngannou, deux autres ont donné la victoire à Fury à 96-93 et 95-94.
"Ce n'était pas du tout prévu", a déclaré Fury à TNT Sports.
"J'ai été touché à l'arrière de la tête [pour le knockdown]. Je ne me suis pas blessé. Je me suis relevé et j'ai repris ma boxe… C'est un bon boxeur et je le respecte beaucoup. Il m'a offert l'un de mes combats les plus difficiles de ces dix dernières années", a-t-il ajouté.
Ngannou, qui fait ses débuts dans la boxe professionnelle, s'est montré timide dans le premier round, et Fury a semblé se contenter d'un début lent.
Le Britannique a eu un premier aperçu de la puissance de Ngannou au deuxième round, après qu'il a subi un crochet du gauche.
Mal préparé et léthargique, Fury s'est retrouvé sur le tapis au troisième round après avoir reçu le même coup de poing derrière l'oreille droite.
Peut-être encore sous le coup de ce coup, il a eu du mal à trouver son rythme jusqu'au cinquième round où il a surpris Ngannou avec une combinaison directe d'une-deux.
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Après un bref recul de Fury lorsque celui-ci a commencé à boxer à distance et à avoir du succès avec son jab, Ngannou a recommencé à donner de gros coups de poing dans les derniers rounds.
Les cartes de pointage semblaient être contre Fury. Il est apparu désespéré lorsqu'il s'est élancé vers l'avant à la septième reprise, manquant Ngannou et tombant à genoux - ce qui a été considéré comme une glissade plutôt qu'un knockdown.
Ngannou a boxé de manière très intelligente en utilisant ses compétences en MMA pour serrer et envoyer des coups au corps et à la tête.
Le visage de Fury a subi les dommages au moment où la cloche finale a retenti.
Mais les cartes de pointage sont tombées en faveur du boxeur britannique, qui a remporté la ceinture commémorative "Riyadh champion" et a porté sa série d'invincibilité à 35 - 34 victoires et un match nul.
"Mon camp d'entraînement n'a duré que trois mois et demi et j'ai abordé ce combat avec une blessure", a déclaré Ngannou.
"Mais je ne veux pas me donner des excuses. Je vais regarder ce que je peux faire ensuite pour améliorer mon jeu et revenir encore meilleur. Maintenant que je sais que je peux le faire, préparez-vous. Le loup est dans la maison", a-t-il assuré.
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Les images de son uppercut dévastateur, qui a infligé un KO spectaculaire au Néerlandais Alistair Overeem, sont encore fraiches dans la mémoire des amateurs de MMA. Avec une réputation de cogneur, Ngannou réussit à démontrer ses aptitudes en lutte, lors de son combat contre le Français Cyril Gane.
Après sa signature à l'UFC, Francis Ngannou décroche son premier combat contre le Brésilien Luis Henrique. Le "Predator" s'impose en infligeant un KO à son adversaire au deuxième round.
Ngannou enregistre ensuite sa première défaite à l'UFC, après une série de victoires. Trois ans plus tard, le champion américain des poids lourds de l'UFC Stipe Miocic doit défendre de nouveau son titre face au Camerounais. Il est battu. Ngannou devient détenteur de la ceinture des poids lourds de l'UFC.