Kedua-dua pasukan buntu tanpa jaringan dalam pertembungan di Arena do Gremio itu.
Paraguay berjaya mengharungi tempoh setengah jam terakhir dengan 10 pemain selepas Fabian Balbuena dibuang padang ekoran menjatuhkan Roberto Firmino yang memiliki peluang terbuka untuk meledak gol.
Begitupun, Brazil membuktikan kemampuan dalam penentuan penalti dengan Alisson menepis satu tendangan sebelum Gabriel Jesus mengesahkan kemenangan 4-3.
Brazil mencipta peluang menarik pada awal permainan tetapi rembatan leret Firmino dalam kotak penalti mudah didakap penjaga gol Paraguay, Roberto Fernandez.
Kedua-dua pasukan saling melancarkan serangan selepas itu tetapi kebanyakan percubaan dilakukan dari jarak jauh sebelum Paraguay hampir memimpin permainan.
Derlis Gonzalez yang tidak dikawal rapi melepaskan tendangan deras yang ditangani dengan baik oleh penjaga gol, Alisson Becker.
Usaha Philippe Coutinho dari sudut sukar dipatahkan lima minit sebelum rehat sehingga ejekan mulai kedengaran.
Selecao terus menikmati penguasaan dalam babak kedua dan menagih sepakan penalti pada minit ke-54 berikutan Firmino dijatuhkan Balbuena tetapi dalam masa yang sama, video bantuan pengadil (VAR) mengesahkan kad merahnya sementara tuan rumah hanya diberikan sepakan percuma.
Ketua pasukan, Dani Alves, mengambil sepakan itu dengan percubaan rendah dari jarak 20 ela sementara Arthur memaksa Fernandez mengekang tendangannya pada minit ke-70.
Empat minit kemudian, Brazil mensia-siakan dua peluang yang menyaksikan tandukan Coutinho daripada hantaran silang Everton tidak menemui sasaran disusuli voli Jesus dari jarak dekat.
Brazil terus mencipta peluang tatkala Paraguay mula berkampung di kubu sendiri dan skuad kendalian Tite itu hampir memecah kebuntuan menerusi situasi bola mati, namun Fernandez bertindak cemerlang untuk menyelamatkan tandukan Alex Sandro hasil sepakan percuma Coutinho.
Paraguay terus kental bertahan dan hanya membenarkan percubaan 18.2 meter Willian berjaya menewaskan Fernandez tetapi malangnya percubaan itu melantun keluar.
Percubaan Everton dan Coutinho dalam masa tambahan sempat dihadang untuk 10 pemain Paraguay mengherat perlawanan ke babak penentuan penalti dengan format tambahan masa.
Alisson muncul wira apabila menyelamatkan penalti Gustavo Gomez untuk memberikan kelebihan awal kepada Brazil tetapi Firmino pula gagal menyempurnakan tugasnya sebelum sepakan Gonzalez tersasar untuk memberi peluang Gabriel Jesus memuktamadkan kemenangan tuan rumah.
Brazil akan bertemu pemenang satu lagi perlawanan suku akhir di antara Venezuela atau Argentina yang akan berlangsung pada Sabtu, jam 3 pagi waktu Malaysia.
