La estadounidense, segunda cabeza de serie, remontó en Pekín y se impuso a Veronika Kudermetova por 6-7(9), 6-1 y 6-2.
La rusa, número 39 del mundo, se impuso en el desempate y se adelantó en el marcador.
Pegula devolvió el golpe en el segundo set, y llevó ese ímpetu al set decisivo, en el que consiguió un tempranero break que le permitió atisbar la victoria.
Pegula, que busca su séptimo título en el circuito WTA, sentenció la contienda en su tercer punto de partido con un ace.
Badosa, número 19 del mundo, se clasificó para la siguiente ronda tras vencer en sets corridos a la eslovaca Rebecca Sramkova.
La primera cabeza de serie en Pekín es Aryna Sabalenka, que derrotó a Pegula por 7-5 y 7-5 en Nueva York a principios de mes para conquistar su tercera corona de Grand Slam.
La número uno del mundo , Iga Swiatek, no estará en Pekín por "asuntos personales".