Trong trận đấu gặp Pháp ở vòng tứ kết, Bồ Đào Nha ra sân với đội hình mạnh nhất. Về phía Les Bleus, sau khi tỏa sáng ở trận đấu trước, Kolo Muani được HLV Didier Deschamps điền tên vào đội hình xuất phát. Còn Camavinga thay thế Rabiot bị treo giò. 20 phút đầu tiên, Bồ Đào Nha là bên thi đấu lấn lướt hơn với điểm nhấn từ những pha leo biên của Rafael Leao. Đến phút 21, Theo Hernandez tạo ra tình huống đáng chú ý đầu tiên cho Pháp. Hậu vệ trái này tung cú sút xa có vận tốc lên tới 127 km/h, nhưng vẫn không thể làm khó Diogo Costa. Hơn 20 phút còn lại, cả Pháp lẫn Bồ Đào Nha đều thi đấu chặt chẽ và hiệp 1 khép lại với tỷ số 0-0.
Bước sang hiệp 2, phải tới phút 61, một cơ hội thực sự rõ ràng mới xuất hiện. Cancelo vẩy má ngoài điệu nghệ cho Bruno Fernandes thoát xuống. Tuy cú sút chéo góc của Bruno đưa bóng đi chìm và căng nhưng vẫn bị Maignan cản phá. Phút 63, Leao chuyền cho Vitinha, và cú sút cận thành của tiền vệ PSG vẫn không thắng được phản xạ của Maignan. 3 phút sau, Pháp có câu trả lời. Kolo Muani băng xuống và dứt điểm ở thế đối mặt, nhưng Ruben Dias chơi lăn xả để xoạc bóng kịp thời.
Liền sau đó, cầu thủ vào sân thay người Dembele liên tục gây sóng gió cho Bồ Đào Nha. Anh quấy đảo cánh phải và có pha cứa lòng chân trái từ ngoài vòng cấm đưa bóng khẽ chạm điểm nối giữa xà ngang và cột dọc. Những phút còn lại, 2 bên vẫn tiếp tục tạo ra những tình huống hãm thành đối phương, nhưng đều bất lực trong việc ghi bàn. 90 phút kết thúc mà không có bàn thắng.
Ngay từ phút thứ 3 của hiệp phụ 1, Bồ Đào Nha đã có cơ hội rất ngon ăn để mở điểm. Francisco Conceicao đi bóng nỗ lực bên cánh phải và có pha trả ngược cho Ronaldo. Nhưng rất đáng tiếc CR7 lại đưa bóng đi vọt xà. Đó cũng là tình huống đáng kể nhất trong 15 phút hiệp phụ đầu tiên, và trận đấu vẫn chưa có bàn thắng. Hiệp phụ 2 cũng tương tự, khi không bên nào có thể kết liễu đối phương. Tấm vé đi tiếp phải được quyết định bởi loạt luân lưu may rủi.
Ở loạt đấu súng, trong khi cả 5 người sút bên phía Pháp là Dembele, Fofana, Kounde, Barcola và Theo Hernandez đều thực hiện thành công, thì Joao Felix của Bồ Đào Nha lại là người duy nhất đá hỏng với việc đưa bóng đi chạm cột dọc ra ngoài ở lượt 3. Đánh bại Bồ Đào Nha 5-3 ở loạt luân lưu, Pháp đã trả nợ thành công trận thua ở chung kết Euro 2016 và sẽ vào bán kết gặp Tây Ban Nha. Bên phía đối diện, Ronaldo đành ngậm ngùi chấp nhận kết thúc kỳ Euro thứ 6 của mình ở tứ kết. Đây gần như chắc chắn sẽ là kỳ Euro cuối cùng trong sự nghiệp thi đấu của anh cùng người đồng đội 41 tuổi Pepe.