Được đánh giá cao hơn, Bỉ nhập cuộc rất tự tin với liên tiếp những cơ hội được tạo ra ở đầu trận. Ưu thế của “Quỷ đỏ” được cụ thể hóa bằng siêu phẩm sút xa mở tỷ số của Radja Naiggolan ở phút thứ 13. Tuy nhiên sau bàn mở điểm, HLV Marc Wilmots bất ngờ chỉ đạo các học trò chơi phòng ngự một cách quá thụ động. Bỉ gần như nhường hoàn toàn quyền kiểm soát thế trận cho Xứ Wales.
 
Lối chơi tiêu cực của Bỉ đã phải trả giá khi Ashley Williams đánh đầu chính xác sau pha đá phạt góc của Aaron Ramsey mang về bàn gỡ cho Xứ Wales ở phút thứ 31. Bước sang hiệp 2, trong khi Bỉ bế tắc trong cách triển khai tấn công bao nhiêu thì Xứ Wales lại lợi hại trong cách đá phòng ngự phản công bấy nhiêu. Hai bàn thắng của Robson-Kanu và Vokes đã chính thức dập tắt giấc mơ vô địch EURO 2016 của Bỉ. Chung cuộc, Xứ Wales giành chiến thắng 3-1 và sẽ gặp Bồ Đào Nha ở vòng bán kết.
 
Bàn thắng: 
Xứ Wales: A. Williams 31’, Robson-Kanu 55’, S. Vokes 86’
Bỉ: R. Naiggolan 13’
 
Đội hình ra sân:
Xứ Wales: Hennessey, Chester, Ashley Williams, Davies, Taylor, Allen, Ledley, Ramsey, Gunter, Robson-Kanu, Bale.
Bỉ: Courtois, Meunier, Alderweireld, Denayer, Jordan Lukaku, Nainggolan, Witsel, Carrasco, De Bruyne, Hazard, Romelu Lukaku.