27-åriga Koepka slutade på totalt 16 under par, fyra slag före motståndarna. Han tangerade det lägsta antalet slag under par i US Open-historien, ett rekord satt av Rory McIlroy 2011.

– Det här är en av de häftigaste sakerna jag upplevt, och att göra det på fars dag är snyggt. Jag skickade inte något kort till pappa, men det här borde räcka, säger 27-åringen från Florida.

Landsmannen Brian Harman gick ut i ledning på sista rundan, men slutade på en delad andraplats tillsammans med japanen Hideki Matsuya på totalt 12 under par.

– Det skaver lite just nu, men Brooks spelade väldigt bra i dag och förhållandena var tuffa, säger Brian Harman.

Efter tre dagars lugnt väder fick spelarna kämpa sig fram i hårda vindar under söndagen.

På fjärde plats kom Englands Tommy Fleetwood, 11 under par.

David Lingmerth klättrade snabbt i resultatlistan i inledningen av söndagens runda, men en dubbelbogey på 15:e hålet gjorde att han slutade på totalt fyra under par på en delad 21:a plats.

Övriga svenskar slogs ut efter andra rundan.