Cho đến khi Rafa Mir vào thay Mikel Merino ở phút 90+2, Tây Ban Nha đã ở rất gần thất bại. Eric Bailly mở tỷ số cho Bờ Biển Ngà ở phút thứ 10, và Daniel Olmo cân bằng tỷ số ở phút 30. Đại diện châu Âu lấn lướt hơn về tỷ lệ kiểm soát bóng, nhưng đối thủ châu Phi thì chơi rắn chắc và nguy hiểm. Ở phút 90+1, cầu thủ chạy cánh Max-Alain Gradel dường như đã đảm bảo cho Bờ Biển Ngà vị trí trong trận bán kết khi anh nâng tỷ số lên 2-1.
Thế nhưng, chỉ sau 1 phút vào sân, Rafa Mir đã lập công ghi bàn cân bằng tỷ số 2-2, và buộc cả 2 đội phải đá hiệp phụ. Và ở đây, Mikel Oyarzabal sút thắng quả phạt đền ở phút 98, trước khi Rafa Mir ghi thêm 2 bàn nữa để ấn định chiến thắng 5-2. Kết quả này đảm bảo Tây Ban Nha trở lại bán kết lần đầu tiên kể từ khi giành HCB tại Sydney 2000.
Tây Ban Nha, đội châu Âu cuối cùng giành HCV Olympic bóng đá nam, vào năm 1992, sẽ đối đầu với Nhật Bản ở bán kết, sau khi đội chủ nhà đánh bại New Zealand 4-2 trong loạt sút luân lưu cân não, sau kết quả hòa 0-0 trong thời gian thi đấu chính thức. Đây là kết quả hoàn toàn xứng đáng khi Nhật Bản đã tung ra đến 21 cú sút trong trận nhưng không thể ghi bàn.
Ở nhánh đấu còn lại, hành trình bảo vệ tấm HCV của Brazil vẫn tiếp tục, dù đã có đôi chút nhọc nhằn trong việc giành tấm vé vào bán kết. Richarlison tiếp tục sắm vai người hùng, anh dù không thể nâng số bàn thắng tại giải lên hơn con số 5, nhưng chân sút đang khoác áo Everton đóng một vai trò quan trọng trong pha lập công ở phút 37 của Matheus Cunha, giúp Brazil đánh bại Ai Cập 1-0 trong trận tứ kết. Ai Cập dù đã cố gây sức ép trong giai đoạn cuối của trận đấu, nhưng Brazil vẫn vững vàng để giành một vị trí trong vòng 4 đội mạnh nhất.
Đối thủ của Brazil ở bán kết sẽ là Mexico, đội đã thể hiện sự vượt trội khi loại bỏ đại diện châu Á còn lại là Hàn Quốc với chiến thắng có tổng tỷ số 6-3. Thế trận cân bằng trong 20 phút đầu, khi Hàn Quốc gỡ hòa 1-1 nhờ công của Dong-Keyong Lee sau bàn mở tỷ số của Henry Martin ở phút 12. Tuy nhiên, Luis Romo và Francisco Cordova đã giúp Mexico tạo cách biệt 2 bàn chỉ sau 39 phút.
Dong-Keyong Lee một lần nữa níu kéo hy vọng cho Hàn Quốc ở phút 51, nhưng Henry Martin và Cordova lần lượt ghi bàn ở các phút 54 và 63, trước khi Eduardo Aguirre ghi thêm bàn nữa cho Mexico ở phút 84. Ui-Jo Hwang ghi bàn ở phút 90+1 giúp Hàn Quốc hạn chế tỷ số thua còn 3-6.
Vòng bán kết
Ngày 3-8
15 giờ: Mexico - Brazil
18 giờ: Nhật Bản - Tây Ban Nha