Les Espagnols ont rapidement pris le contrôle du ballon face à une Belgique bien regroupée, venue avec un plan de jeu axé sur la solidité défensive et les contres menés notamment par Jérémy Doku. Cette domination a été récompensée à la 30e minute lorsque Fabián Ruiz a repris un ballon repoussé par Thibaut Courtois après une action initiée par Lamine Yamal et Pedro Porro.
Malgré cette emprise, les hommes de Luis de la Fuente ont été rejoints juste avant la pause. Sur un centre précis de Timothy Castagne, Charles De Ketelaere place une tête victorieuse et permet aux Diables Rouges d'égaliser (41e).
En seconde période, l'Espagne poursuit ses offensives face à un bloc belge parfaitement organisé. Alors que la prolongation se dessinait, Mikel Merino, entré en jeu à la 86e , sauve une nouvelle fois les siens. À la 88e minute, le milieu espagnol inscrit le but de la victoire, comme il l'avait déjà fait en huitièmes de finale, offrant ainsi la qualification à la Roja.
Grâce à ce succès (2-1), l'Espagne met fin à ses difficultés récurrentes en quarts de finale et retrouve la France en demi-finales le 14 juillet à Dallas.
Cette qualification marque seulement la deuxième présence de l'Espagne dans le dernier carré d'une Coupe du monde. La première remontait à 2010, année où la Roja avait remporté son unique titre mondial.