La eliminatoria estuvo en el aire después de que la estadounidense Emma Navarro salvara dos bolas de partido para superar a Yulia Putintseva por 7-5, 2-6 y 7-6(6), pero una agresiva Elena Rybakina igualó la contienda al derrotar a Pegula, número siete del mundo, por 6-4 y 6-1.
Kazajstán, que buscaba su primera participación en una final, apostó entonces por Rybakina y Putintseva para el decisivo choque de dobles.
Pero las estadounidenses -encabezadas por la número uno del mundo en dobles , Townsend- tenían otros planes cuando su capitana , Lindsay Davenport, formó pareja con Pegula.
La pareja estadounidense sobrevivió a un susto inicial cuando se enfrentaron a tres puntos de ruptura con 0-40 en su primer juego de servicio, pero lograron mantener el saque antes de hacerse con el control.
Mientras Pegula patrullaba la línea de fondo, Townsend se mostraba certera en la red y tanto Rybakina como Putintseva perdían el saque, ayudando a las estadounidenses a embolsarse el primer set.
Aunque Kazajstán golpeó primero en el segundo con un tempranero break, Estados Unidos volvió a romper inmediatamente y forzó un tie-break, que dominó para sellar una victoria por 6-2, 7-6(1).
"Hacía mucho tiempo que no jugaba con Taylor, así que fue divertido volver a jugar con ella", dijo Pegula, ex número uno del mundo en dobles.
"Siempre me gusta jugar con una zurda. Me hace la vida mucho más fácil. Creo que nuestros juegos se complementan muy bien".
"Es una jugadora de dobles increíble. Probablemente podría jugar con cualquiera".
Gran Bretaña vence a Japón
Gran Bretaña también busca su primer título de la Copa BJK, y pasó por encima de Japón cuando Sonay Kartal y Katie Boulter ganaron sus partidos individuales.
Kartal, que alcanzó la cuarta ronda de Wimbledon por primera vez este año, dio la ventaja a Gran Bretaña con una victoria por 6-3 y 7-6(4) sobre Ena Shibahara.
Las esperanzas japonesas de salvar la eliminatoria recayeron sobre los hombros de Moyuka Uchijima, pero no fue rival para Boulter, que logró una cómoda victoria por 6-2 y 6-1 en 68 minutos.
"Sonay ha tenido una actuación brillante, así que es fácil seguirla", declaró Boulter.
"Me mantuve ahí fuera todo lo que pude y traté de concentrarme en mí misma. Estoy muy contenta de haber terminado, y es agradable tener a algunos aficionados británicos aquí".
"Estoy muy contenta. Este equipo se clasificó a principios de año y demostramos tener mucho corazón. El equipo se merece estar aquí, y espero que podamos llegar a la final. Espero que ahora sea nuestro momento".
Semifinales de la Copa BJK
19 de septiembre: Italia - Ucrania
20 de septiembre: Estados Unidos contra Gran Bretaña