Omspillet ble mellom McIlroy, Kevin Chappell og Ryan Moore etter at trioen endte på -12, tre slag foran Paul Casey.
Chappell ble eliminert fra omspillet i Tour Championship etter at de to medkonkurrentene gjorde birdie på det første omspillshullet.
McIlroy og Moore fulgte så opp med par på de neste to hullene, banens hull 18 og 15. Avgjørelsen falt på hull 16, det fjerde omspillshullet, der nordiren satte en flott birdie
Exit for Day for andre år på rad
For andre år på rad måtte verdensener Jason Day avbryte Tour Championship på grunn av ryggproblemer. Australieren rakk å spille 26 hull før ryggen sa stopp.
Ingen skandinaver kvalifiserte seg til Tour Championship, den fjerde og avgjørende turneringen i PGA-sluttspillet.
Se også: Resultater fra Atlanta