Det iberiska derbyt var jämnt ända in på sluttampen.
Men efter att klockan tickade över 90 minuter kom luckan för Spanien – och det var två inhoppare som samarbetade.
Ferran Torres hittade in med en perfekt djupledsboll till Mikel Merino som kom i en ännu bättre löpning. Merino gjorde inget misstag när han säkert bollen i nät för 1–0 i den första tilläggsminuten.
Portugal tryckte på framåt under matchens sista minuter i ett desperat försök att få in en kvittering. I matchens slutskede var man också brutalt nära när Bernardo Silva nickade bara några centimeter över.
Men det blev 1–0 till Spanien och Portugals VM är över.
Ronaldos sista VM
För 41-årige Cristiano Ronaldo var det hans sista VM-match.
Han flaggade inför åttondelsfinalen mot Spanien att årets världsmästerskap skulle bli hans sista.
Spanien möter vinnaren mellan USA och Belgien i kvartsfinal på fredag 21.00, svensk tid.