Croatia thực hiện 2 sự thay đổi sau trận đấu đầy mệt mỏi với Nhật Bản, nơi họ đã trải qua 120 phút trước khi thắng trong loạt sút luân lưu. Mario Pasalic đá chính lần đầu tiên trên hàng tấn công 3 người, bên cạnh Ivan Perisic và Andrej Kramaric. Trong khi Borna Sosa đã trở lại sau chấn thương để thay Borna Barisic đả nhận vai trò hậu vệ cánh trái. Phía Brazil không thay đổi so với đội hình xuất phát đã đánh bại Hàn Quốc 4-1 ở vòng 1/8, với Neymar một lần nữa bắt đầu trên hàng tấn công, và Eder Militao vẫn chơi vị trí hậu vệ cánh thay cho Alex Sandro.
Trận đấu sôi nổi ngay từ đầu, Vinicius Junior “làm nóng” bằng pha cứa lòng từ ngoài vòng cấm nhưng thủ thành Dominik Livakovic đã khống chế thành công. Trong khi đó, một Croatia phòng ngự chủ động cũng tung lời đáp trả ở phút 13, quả tạt của Mario Pasalic bên phía cánh phải nhưng Ivan Perisic tiếp ứng bất thành.
Luka Modric đi bóng chủ động trước Casemiro. Brazil đẩy mạnh hơn thế trận, và ở phút 20, họ liên tiếp tung ra các pha dứt điểm uy hiếp khung thành đối thủ. Đầu tiên Richarlison phối hợp nhanh để Vinicius tung cú sút ở một góc rất rộng, may là hậu vệ Josko Gvardiol kịp lăn xả cản phá. Ngay sau đó, Neymar tìm thấy khoảng trống nhỏ nhoi để tung cú sút thẳng vào khung thành, nhưng thủ môn đã cản phá thành công.
Croatia sau đó đã năng động hơn, họ tranh chấp mạnh mẽ và liên tục luân chuyển bóng khắp mặt sân. Ấn tượng từ Croatia là lối chơi đầy tính tổ chức để hạn chế đối thủ hùng mạnh. Luka Modric, Mateo Kovacic chơi rất hay ở hàng tiền vệ, kiểm soát nhịp điệu và chia cắt mối liên kết giữa Neymar và đồng đội. Trong khi các hậu vệ cánh Josip Juranovic và Borna Sosa khiến mọi pha xuống biên của Vinicius, Raphinha phá sản.
Vinicius đã phải rời sân sớm khi trải qua một đêm thất vọng trước Josip Juranovic. Ngay sau giờ nghỉ, Brazil đã tràn lên. Phút 47, Raphinha xuống bóng bên cánh phải rồi tung đường căng ngang tầm thấp, nỗ lực của hậu vệ Gvardiol suýt biến thành bàn phản lưới nhà, rất may thủ thành Livakovic kịp phản ứng giải vây. Chỉ 2 phút sau, VAR đã tư vấn về tình huống bóng chạm tay Juranovic trong vòng cấm, nhưng một quả phạt đền đã không được trao cho Brazil.
Phút 55, lần đầu tiên Neymar được trao cơ hội lớn từ đường xẻ bóng vào vòng cấm xuất sắc của Richarlison, tiếc rằng chân sút số 1 của tuyển Brazil từ góc hẹp đã không thể thắng được thủ thành Livakovic. Ngay sau đó, Antony được tung vào sân thay Raphinha để hy vọng làm mới năng lực tấn công biên. Đến phút 64, “đôi cánh” của Selecao đã hoàn toàn mới khi Rodrygo vào thay Vinicius.
Brazil đẩy cao hơn nhịp điệu tấn công. Phút 77, một lần nữa Richarlison phối hợp với Neymar nhưng tiền đạo này lại không thể thắng Livakovic ở góc hẹp. Chỉ 3 phút sau, một loạt pha phối hợp trong vòng cấm trước khi kết thúc bằng pha dứt điểm của Paqueta, nhưng đường bóng sệt lại đi vào thẳng Livakovic. Nhưng một lần nữa, các cầu thủ đẳng cấp và lão luyện của Croatia lại biết cách kềm hãm thế trận, duy trì tỷ số 0-0 sau 90 phút và kéo trận đấu vào hiệp phụ.
Neymar chứng tỏ giá trị với pha lập công mở tỷ số ở phút 105. Trong một đêm thi đấu không mấy nổi bật, nhưng Neymar cuối cùng đã chứng tỏ giá trị của ngôi sao sáng nhất tuyển Brazil với pha lập công mở tỷ số ở phút 105: Anh phối hợp với Lucas Paqueta, trước khi lao người xuyên qua hàng thủ và vượt qua cả thủ môn Croatia, rồi tung cú dứt điểm tung nóc lưới. Đó là bàn thắng thứ 77 trong sự nghiệp đội tuyển, giúp Neymar sánh ngang huyền thoại Pele với tư cách là cây săn bàn hàng đầu của tuyển Brazil.
Bruno Petkovic mừng bàn thắng gỡ hòa bất ngờ ở phút 117. Tuy nhiên, ở phút 117, Croatia đã bất ngờ có bàn gỡ hòa. Xuất phát từ pha phát động ở giữa sân của Modric, tiền đạo Nikola Vlasic thoát xuống biên trái rồi căng ngang để Bruno Petkovic dứt điểm đập chân hậu vệ Brazil đổi hướng. Thủ môn Alisson đã chạm tay vào bóng nhưng không thể ngăn được bàn thua.
Croatia với bản lĩnh có thừa, lại được tiếp thêm sự tin tin khi bước vào loạt sút luân lưu cân não. Vlasic thực hiện gọn ghẽ cú sút đầu tiên cho Croatia. Trong khi, cầu thủ trẻ Rodrygo cho thấy bị tâm lý khi bị thủ thành Livakovic cản phá. Sau đó 3 cầu thủ Croatia đều thành công trong nhiệm vụ của mình, trong khi Marquinhos đá dội cột ở loạt sút thứ 4 phía Brazil, đành chấp nhận thua 2-4.
Thủ thành Dominik Livakovic tiếp tục suất sắc với pha cản phá thứ 4 trong 2 loạt sút luân lưu. Brazil là đội thứ 13 ghi bàn dẫn trước 1-0 trong hiệp phụ của một trận knock-out World Cup, nhưng là đội đầu tiên trong số này bị loại. Trong khi Croatia vào bán kết và đang có cơ hội tái hiện chiến tích vào chung kết 2 kỳ giải liên tiếp mà đội tuyển gần nhất làm được là Brazil (1998 và 2002).
