Den belgiska spiken i kistan sattes i den 57:e minuten.
Det började med målvakten Matt Freeses tankevurpa. Den amerikanske målvakten var långt från sitt straffområdet när han tog emot bollen på bröstet.
Men Freese tvekade på vad han skulle göra därefter med bollen. I stället fick Charles De Ketaleare tag i bollen och passade Hans Vanacke som kunde skjuta in 3–1. Däremot fick Vanacke inte på en ren träff utan bollen gick rakt mot Tim Ream. Den amerikanske mittbacken var dock helt ur balans och fick inte tillräckligt av foten på bollen och i stället letade den sig in över mållinjen.
– Jag vet inte var man ska börja. Det är rena skräckscenen. Jag vet inte vad Freese tänker. Han tar en chansning och missbedömer bollen totalt. Det är ett fullständigt kaos, säger BBC-experten Matt Upson.
Målfest för forwarden
Dessförinnan hade nämnde Charles De Ketalaere varit högst tongivande.
Först satte han 1–0 redan i den nionde minuten. Ingen i USA-försvaret gick mot bollen som var på väg att dimpa ner i straffområdet. Det uppfattade Nicolas Raskin som i hög fart rusade mot bollen, fick tag i den och spelade fram De Ketelaere som enkelt kunde sätta 1–0 från nära håll.
De Ketelaere nickade senare in 2–1 bara två minuter efter att USA hade kvitterat på frispark.
Stjärnorna utanför startelvan
Belgien startade utan stjärntrion Romelu Lukaku, Jeremy Doku och Kevin De Bruyne. De två förstnämnda byttes in medan mittfältsveteranen De Bruyne var kvar på bänken hela matchen.
Lukaku satte slutresultatet 4–1 på tilläggstid efter en bjudning av USA:s Chris Richards.
– De var iskalla i gruppspelet och överlevde mirakulöst mot Senegal. Nu gör de sin bästa match i turneringen, säger TV4:s expert Hasse Backe i sändningen.
Belgien möter Spanien i kvartsfinal på fredag 21.00, svensk tid.