這是日本和克羅地亞在世界杯上的第3次交鋒，此前兩場日本不勝，也沒有進球——1998年0-1負和2006年0-0平，都是小組賽。這兩場比賽也是克羅地亞在世界杯上僅有的與亞洲球隊的交鋒。日本第4次殺入世界杯16強，包括最近兩屆；這是克羅地亞第三次出現在世界杯16強戰中，此前兩次他們都晉級，分別是1998年1-0擊敗羅馬尼亞和2018年點球淘汰丹麥。
第3分鐘，伊東純也打出右側戰術角球，遠藤航右肋傳中到門前，谷口彰悟頭球攻門偏出。第8分鐘，克羅地亞門將大腳球到前場左側，富安健洋解圍失誤，佩里西奇小禁區左側小角度打門被封堵，克拉馬里奇背身得球后沒能形成打門。第12分鐘，日本打出身后球，伊東純也禁區右側低平球傳前點，前田大然倒地鏟射沒碰到球，后點跟進的長友佑都也沒能形成打門。
第26分鐘，克羅地亞后場長傳球，佩特科維奇半單刀殺入禁區卻沒能形成打門，隨后穿襠傳球被權田修一沒收。第41分鐘，遠藤航禁區前左側送出身后球，小禁區左側的鐮田大地左腳扣過防守球員后右腳搓射稍稍高出。
第43分鐘，堂安律打出右側戰術角球，鐮田大地接球后傳給伊東純也，后者右邊路得球馬上回傳給接應的堂安律，堂安律得球后不停球左腳傳中到門前，吉田麻也后點將球打到門前，格瓦迪奧爾攔截失敗，前田大然近距離搶點打門得手，日本隊1-0領先，這也是日本隊在本屆世界杯上首次先拔頭籌。
第46分鐘，鐮田大地弧頂附近的打門稍稍高出。第49分鐘，科瓦西奇弧頂附近側身凌空打門稍稍偏出。第55分鐘，尤拉諾維奇右邊路回做，右肋的洛夫倫弧線球傳球到禁區，佩里西奇躍起后甩頭攻門，皮球彈地后進入球門右側死角，克羅地亞1-1扳平比分。佩里西奇成為繼梅西、C羅、沙奇里之后，第4位在最近3屆世界杯都有進球的球員。
第57分鐘，遠藤航弧頂附近的右腳打門直奔球門上角，利瓦科維奇躍起將球托出橫梁。第63分鐘，莫德里奇禁區前得球后右腳外腳背抽射直奔死角，權田修一奮力將球封出底線。第66分鐘，克拉馬里奇禁區前左側一腳似傳似射到后點，布季米爾頭球攻門稍稍偏出。第74分鐘，尤拉諾維奇右路傳中到禁區，帕薩利奇頭球攻門偏出。
第77分鐘，佩里西奇斷球后殺入禁區前左側左腳打門，皮球被后衛碰了一下稍偏出左側立柱。第86分鐘，佩里西奇左肋弧線球傳中，帕薩利奇頭球攻門偏出。傷停補時4分鐘，最終雙方常規時間1-1戰平進入本屆世界杯的首個加時賽。
第98分鐘，37歲的莫德里奇被馬耶爾換下。第105分鐘，三笘薰一路狂奔幾十米帶球到大禁區弧里右腳怒射，皮球被門將奮力封出。加時賽下半場雙方均未雙方良機，最終120戰罷1-1戰平，雙方進入殘酷的點球大戰。
點球大戰第1輪，南野拓實主罰打球門右路被利瓦科維奇撲出，弗拉西奇打球門左側命中，日本0-1。第2輪，三笘薰打球門左下角再次被撲，布羅佐維奇打中路得手，日本0-2！第3輪，淺野拓磨右腳爆射破門，利瓦賈擊中立柱，日本1-2。第4輪，吉田麻也的點球再次被撲出，帕薩利奇而后穩穩主罰點球得手。最終，克羅地亞點球大戰3-1取勝，總比分4-2淘汰日本進入八強。
日本（451）：12-權田修一/16-富安健洋、22-吉田麻也、3-谷口彰悟、5-長友佑都（64’9-三笘薰）/6-遠藤航、13-守田英正（106’17-田中碧）、8-堂安律（87’10-南野拓實）、15-鐮田大地（75’19-酒井宏樹）、14-伊東純也/25-前田大然（64’18-淺野拓磨）
克羅地亞（442）：1-利瓦科維奇/3-巴里西奇、6-洛夫倫、20-格瓦迪奧爾、22-尤拉諾維奇/4-佩里西奇（106’18-奧爾西奇）、8-科瓦西奇（98’13-弗拉西奇）、10-莫德里奇（98’7-馬耶爾）、11-布羅佐維奇/9-克拉馬里奇（68’15-帕薩利奇）、16-佩特科維奇（62’17-布季米爾（106’14-利瓦賈））
