Valimaki comenzó la ronda final el domingo un golpe detrás del líder Campillo, pero recuperó terreno en los últimos nueve para tomar la delantera con un birdie en el par 3 17.
Sin embargo, Campillo, que anotó un 70 en la cuarta ronda frente a un 69 de Valimaki, hizo birdie en el par 5 del 18 para unirse al finlandés con 18 bajo par y forzar un desempate.
Campillo solo pudo hacer par en el primer hoyo del play-off cuando Valimaki hizo birdie para asegurar su primera victoria desde el Abierto de Omán de 2020, que también ganó en el play-off.
Esta es la undécima victoria de un golfista finlandés en el DP World Tour y la primera desde que Kalle Samooja ganó el Abierto de Europa en junio del año pasado.
«Es difícil hablar. Ha sido un largo viaje y me siento bien», dijo Valimaki.
«Trabajo muy duro y siento que me lo he ganado muchas veces, pero no me llegó. Por eso es tan asombroso».
Campillo aspiraba a ganar el Masters de Qatar por segunda vez tras conquistar el título en 2020.
El escocés Scott Jamieson y el español Nacho Elvira están empatados en el tercer puesto con 16 bajo par, dos golpes detrás de los líderes, mientras que el australiano Jason Scrivener disparó una fuerte ronda final de 67 para lograr su primer top 10 desde enero en el Campeonato de Abu Dhabi.
Scrivener tuvo su mejor ronda de la semana, una ronda impecable de 18 hoyos con cinco birdies, para terminar con 13 bajo par, terminando empatado a seis bandas en el noveno lugar.
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