Japan chockade Brasilien och inledde målskyttet efter 28 minuter, inte helt oväntat för laget i en spelvändning där Kaishu Sano forcerade fram bollen. Brasiliens mittbackar avvaktade och Sano kunde sätta den vackert vid ena stolproten, ottagbart för Alison.
Men målet väckte ilska i Brasilien.
Kort dessförinnan hade spelare omringat domaren och krävt att Sano borde bli utvisad för en tackling på Matheus Cunha.
– Ett väldigt kontroversiellt mål, säger den tidigare Premier League-spelaren Stephen Warnock, i dag BBC-expert.
– Han borde kanske inte ha varit på plan, men han chockade Brasilien.
Träffade stolpen
Redan efter halvtid tog Carlo Ancelotti in Endrick, för att försöka få till en förändring.
Det gav resultat.
Casemiro hade först ett gyllene läge att nicka in kvitteringen, men den studsade via Takehiro Tomiyasu på Japans målvakt Zion Suzuki och ut.
Casemiro kunde dock ta revansch direkt därefter och nickade in 1-1 efter att Japan tappat bort honom vid bortre stolpen.
Vinicius Jr tog sig sedan briljant förbi två japanska försvarare, men Japans målvakt Suzuki kunde tippa skottet via stolpen och ut.
Avgörandet kom i den 96:e minuten. Inhopparen Gabriel Martinelli tog emot bollen och placerade iskallt in 2–1.
Brasilien får nu möta vinnaren mellan Norge och Elfenbenskusten,