Ngannou derribó a Fury en el tercer asalto, pero el púgil británico, de 35 años, aunque conmocionado, pudo continuar.
El invicto Fury, que a principios de esta semana se burló de su oponente calificándolo de "gran salchicha gorda", reconoció después que el camerunés, de 37 años, le había mantenido efectivamente fuera de equilibrio.
"Es un hombre muy torpe, y es un buen pegador y le respeto mucho", dijo Fury sobre Ngannou, añadiendo que era "probablemente mi pelea más dura en 10 años".
Fury era el gran favorito frente al novato del boxeo Ngannou.
"Fue mi primer combate de boxeo, una gran experiencia, no voy a dar ninguna excusa", dijo Ngannou en una entrevista en el ring.
"Sé que me quedé corto, voy a volver y trabajar más duro... ahora sé que puedo hacerlo".
Fury salió en el primer asalto con una dura mano derecha, pero sufrió un corte en la frente en el segundo asalto y parecía especialmente lento después de golpear la lona en el tercero.
Los últimos asaltos se alargaron por el cansancio de ambos, que no pudieron asestar un golpe decisivo.
"No sé lo reñido que ha estado, pero he ganado y así ha sido", declaró Fury.
"Juego limpio para Francis, me cortó la cabeza aquí. Ha sido un buen combate".
El cinturón de los pesos pesados del CMB de Fury no estaba en juego en la "Batalla de los más malos" celebrada en la capital, Riad, pero las autoridades saudíes esperaban, no obstante, que impulsara aún más la reputación del reino del Golfo como destino boxístico de primera categoría.
Con todas las partes desesperadas por dotar al combate de cierta legitimidad deportiva, el CMB había creado un cinturón de "Campeón de Riad" para permitir al ganador pavonearse por el cuadrilátero al final con algo más que un abultado cheque.
A Fury se le ha relacionado con un pago de 50 millones de libras (60,6 millones de dólares) por el combate de exhibición del domingo, mientras que él ha dicho en la prensa británica que Ngannou ganará 10 millones de libras.
Fury tiene un combate mucho más serio en Riad en diciembre contra el ucraniano Oleksandr Usyk, que actualmente ostenta los otros tres títulos mundiales.
"Me voy a casa, llevo 12 semanas en el campo de entrenamiento", dijo el domingo.
"Me tomaré un largo y duro descanso y veremos qué nos depara el futuro".
¿Boom del boxeo saudí?
Arabia Saudita ha sido sede de una serie de peleas de alto perfil en los últimos años, incluido el "Clash on the Dunes" de 2019, en el que Anthony Joshua recuperó su corona mundial de peso pesado de Andy Ruiz, y el "Rage on the Red Sea" del año pasado en Jeddah, en el que Joshua perdió en una decisión dividida contra Usyk.
Las autoridades saudíes afirman que en los últimos años ha aumentado el interés de los ciudadanos por el boxeo.
Su objetivo es tener 500.000 boxeadores en el reino para 2030, como parte de un impulso deportivo más amplio en el marco del programa de reformas Visión 2030 del príncipe heredero Mohammed bin Salman.
El futbolista Cristiano Ronaldo, ahora en la Saudi Pro League, y los raperos Kanye West y Eminem estuvieron presentes en el evento del domingo, que marcó el comienzo de la Riyadh Season, una serie de conciertos y eventos deportivos de cuatro meses de duración destinados a hacer que Arabia Saudí sea más atractiva para los turistas.
Los festejos se celebraron a pesar de la preocupación de que la guerra entre Israel y Hamás pudiera agitar la región.
Turki Al Sheikh, director de la Autoridad General de Entretenimiento saudí, rechazó esta semana las críticas en las redes sociales en un momento en que se han cancelado otros eventos en la región, afirmando en Facebook que "todos los saudíes, incluido yo mismo, están ocupados con el desarrollo y el renacimiento de su país".
La guerra sólo se mencionó una vez el domingo, cuando el peso pesado Arslanbek Makhmudov declaró tras su victoria en el combate preliminar: "¡Victoria para nuestros hermanos de Palestina!".