Sjätte frö Wozniacki, mästare i 2010, såg av ofröade amerikanska Stephens 6-2 6-3 i den första semifinalen i Toronto.
Försvarsmästare Simona Halep slogs 6-1 6-1 av Ukrainas Elina Svitolina i den andra semifinalen.
Paret spelade två gånger dagen efter regnet störde schemat.
Svitolina förlorade den första uppsättningen mot Wimbledon mästare Garbine Muguruza innan regnet kom på fredag kväll, och den femte fröet kämpade tillbaka på lördagen för att vinna 4-6 6-4 6-3.
Rumänska andra frö Halep svepte förbi Frankrikes Caroline Garcia 6-4 6-2 i den sista av kvartsfinalen.
Ingen av Wozniackis 25 karriärtitlar har vunnits i år - förlorar alla fem finaler hon har spelat 2017.
"Jag hade ett år där jag gick till sex finaler och jag vann alla", sade hon. "Jag antar att det är ett ge och ta ibland och bara att jag håller mig i dessa situationer är fantastiskt."
Svitolina sa att hon var "lite trött" efter regnet påverkade hennes schema, men är redo för finalen.
"Jag väntade mig inte denna typ av dag men jag är mycket glad att jag kunde hålla mig mycket fokuserad", sade hon. "Ja, jag är väldigt glad."
Danmarks Caroline Wozniacki kommer att försöka vinna sin första titel 2017 efter att ha nått sin sjätte final med seger över Sloane Stephens på Rogers Cup.