Tại bán kết, Nhật Bản đã thua Tây Ban Nha 0 - 1 với bàn thắng của Marco Asensio được ghi ở phút 115. Trong khi đó, Mexico thua Brazil sau loạt luân lưu 11m. Đây là kết quả thất vọng với cả Nhật Bản lẫn Mexico, nhưng việc giành tấm HCĐ sẽ khiến họ được an ủi phần nào.

Cả hai đội nhập cuộc nhanh và không giống như trận đấu ở vòng bảng, Mexico sớm vươn lên dẫn trước 3 - 0 do công của Cordova (phút 11, pen), Vasquez (21) và Vega (58).

Phải đến phút 78, tỷ số được rút ngắn xuống còn 1 - 3 cho Nhật Bản. Sau khi vào sân thay người, Mitoma có pha đột phá vào thẳng vòng cấm Mexico trước khi dứt điểm kỹ thuật làm tung nóc lưới thủ môn Ochoa.

Nhưng phút cuối trận, Nhật Bản tràn lên dồn ép Mexico, tuy nhiên những cơ hội đều bị bở lỡ một cách đáng tiếc.

Trận đấu khép lại với tỷ số 3 - 1, Mexico giành tấm HCĐ.

Như vậy Mexico đã "đòi nợ" thành công trước Nhật Bản. Trong lịch sử, thành tích cao nhất của bóng đá nam Nhật Bản tại Olympic là HCĐ vào năm 1968. Khi ấy, ĐTQG Nhật Bản đã đánh bại chính Mexico với tỷ số 2 - 0 tại trận tranh HCĐ ngay tại thủ đô Mexico City của đối thủ.

Đội hình xuất phát của 2 đội:
Olympic Mexico: Ochoa, Sanchez, Montes, Vasquez, Angulo, Rodriguez, Romo, Lainez, Cordova, Vega, Martin
Olympic Nhật Bản: Tani, Nakayama, Endo, Yoshida, Sakai, Doan, Tomiyasu, Tanaka. Soma, Kubo