Mở đầu đêm chung kết, Quốc Đạt hát "Con đường tôi", một sáng tác của nhạc sĩ Khắc Hưng từng nổi tiếng qua giọng hát của Trọng Hiếu Idol.
Nữ giám khảo Văn Mai Hương cho rằng, Quốc Đạt rất thông minh khi chọn bài hát che được các khuyết điểm của giọng. Ngoài ra, phần hát rap của Quốc Đạt cũng tạo được ấn tượng mạnh.
Chọn dòng nhạc dân ca quê hương với "Em đi trên cỏ non" của nhạc sĩ Bắc Sơn, Thu Uyên chinh phục khán giả bằng chất giọng quá đỗi ngọt ngào. Ca sĩ Bích Phương chia sẻ, đây là tiết mục xuất sắc nhất của Thu Uyên trong suốt chương trình.
Thiên Khôi, thí sinh được dự đoán sẽ là Quán quân, đã mang đến đêm chung kết một phần trình diễn bất ngờ. Giai điệu rock của Thiên Khôi đã làm bùng cháy sân khấu.
Nam ca sĩ Issac nhận xét: “Từ ngày đầu, con xuất hiện như một thần đồng âm nhạc và rất nổi bật trong chương trình. Càng ngày con càng thể hiện nhiều điều bất ngờ và thuyết phục mọi người. Chú rất tự hào về con”.
Mở màn phần hát đôi của giám khảo và thí sinh là sự kết hợp giữa ca sĩ Bích Phương và Thu Uyên. Ca khúc hit của Bích Phương "Bao giờ lấy chồng" đã được viết lại lời thành nhạc phẩm "Bao giờ hết hè". Sự sáng tạo và vui nhộn của tiết mục đã khuấy động sân khấu.
Phần trình diễn kết hợp tiếp theo là nam ca sĩ Issac và Quốc Đạt. Hai thầy trò đã hòa giọng trong ca khúc "Bống bống bang bang" quen thuộc khiến khán giả thích thú.
Cuối cùng, giám khảo Văn Mai Hương và Thiên Khôi khép lại những phần so tài bằng ca khúc "Là tôi và âm nhạc". Đây là sáng tác của nhạc sĩ Tạ Quang Thắng dành tặng cho Thiên Khôi và Văn Mai Hương. Thiên Khôi chứng tỏ bản lĩnh với quãng giọng cao và khỏe không thua kém ca sĩ Văn Mai Hương.
Kết quả cuối cùng, giải Thí sinh được yêu thích nhất thuộc về Thu Uyên. Cô bé duy nhất trong top 3 cũng nhận được giải thưởng Bé ngoan do các giám khảo bình chọn.
Ngôi vị Quán quân cuộc thi Thần tượng âm nhạc nhí 2017 đã thuộc về Thiên Khôi. Nói về dự định trong tương lai, Thiên Khôi mong muốn theo đuổi hình tượng ca sĩ như Justin Bieber.
"Sắp tới, con và cô Văn Mai Hương sẽ ra mắt một sản phẩm âm nhạc. Đó là ca khúc mới của chú Tạ Quang Thắng. MV sẽ là lời cảm ơn đến các khán giả đã ủng hộ con trong chương trình. Ngoài ra, con cũng đang tự sáng tác một ca khúc mới có giai điệu R&B", Thiên Khôi chia sẻ.
Chia sẻ với thành công của Thiên Khôi, nữ ca sĩ Văn Mai Hương cho biết: "Thiên Khôi sẽ thích hợp với hình ảnh cậu bé hát được nhiều thể loại, đa năng và khác biệt. Mình rất thích Thiên Khôi hát phong cách Rock&Roll".