Henley, de 35 años, se embolsó la quinta y mayor victoria de su carrera en el PGA Tour tras eliminar la ventaja de tres golpes de Morikawa en los últimos cinco hoyos en el Bay Hill Club & Lodge de Orlando, Florida.
Los 70 golpes finales de Henley le dejaron con 11 bajo par en el torneo, mientras que los 72 de Morikawa le situaron con 10 bajo par.
Tras ser felicitado por su esposa e hijos en el hoyo 18, Henley admitió que había estado "increíblemente nervioso" antes de sellar su victoria.
"No puedo respirar ahora mismo", dijo Henley a NBC Sports. "Es tan duro y difícil este lugar.
"Intenté aguantar y comprometerme con cada golpe. Este juego es tan duro y eso fue increíblemente difícil".
Henley, cuya última victoria en un torneo se produjo en el World Wide Technology Championship de México en 2022, parecía abocada a otro casi fracaso con Morikawa aparentemente en control a lo largo de 13 hoyos.
Pero la ventaja de Morikawa se redujo a un golpe en el 14 cuando falló un difícil putt de 12 pies para par antes de que Henley metiera un incómodo putt de birdie de 10 pies para completar un swing de dos golpes.
Después de que ambos jugadores emparejaran el 15, Henley se adelantó en el par 5 del 16 con un golpe de genio, embocando un chip para eagle desde la parte trasera del green y ponerse en cabeza.
Morikawa dispuso de un putt para birdie con el que recuperar parte del liderato, pero no pudo embocarlo y los dos hombres se dirigieron al par tres del 17, con Henley en cabeza por uno.
Ambos fallaron largos putts para birdie en el 17, pero embocaron con calma sus putts de par para dejar a Henley con un golpe de ventaja a falta de uno por jugar.
Morikawa embocó un difícil putt de 3 metros en el 18 y dejó a Henley en una situación delicada, con un putt de 1,20 metros, para sellar la victoria.
El canadiense Corey Conners terminó tercero con nueve bajo par tras un 71 al final, mientras que Michael Kim fue cuarto con ocho bajo par y tres bajo par y 69 golpes.
Más abajo en la clasificación, el número uno del mundo , Scottie Scheffler, terminó su preparación para el The Players Championship de la semana que viene con dos bajo par y 70 para terminar en el puesto 11 con cuatro bajo par.
El norirlandés Rory McIlroy se quedó a un golpe con tres bajo par en un triple empate por el 15º puesto.