Thắng 2-1 ở tứ kết lượt đi trên sân khách, nhiệm vụ của Real Madrid ở tứ kết lượt về trên sân nhà Bernabeu trở nên đơn giản hơn rất nhiều. Họ chỉ cần hòa Bayern Munich hoặc thua tối thiểu 0-1 là có vé vào bán kết Champions League. Thế nhưng, chút nữa thì đội bóng Hoàng gia Tây Ban Nha đã phải ôm hận trước những nỗ lực của "Hùm xám" nước Đức.
Sau hiệp 1 không có bàn thắng nào được ghi, hiệp 2 Bayern Munich tăng tốc và tấn công mạnh mẽ. Phút 53, họ được hưởng penalty và Robert Lewandowski không bỏ lỡ cơ hội để mở tỷ số trận đấu. Phải tới tận phút 76, Real Madrid mới có bàn gỡ hòa 1-1 nhờ pha lập công của Cristiano Ronaldo. Thế nhưng chỉ 2 phút sau, sự lo lắng trở lại với các CĐV Real Madrid khi Sergio Ramos lóng ngóng đá phản lưới nhà, giúp Bayern Munich dẫn 2-1.
Tỷ số này có nghĩa 2 đội sẽ phải đá hiệp phụ và điều đó đã diễn ra. May là ở phút 84, Real Madrid có lợi thế hơn người khi Arturo Vidal của Real Madrid nhận thẻ vàng thứ 2, buộc phải rời sân. Trong thời gian thi đấu hiệp phụ, nhờ lợi thế về quân số và sự tỏa sáng của Ronaldo, Real Madrid đã ghi thêm 3 bàn thắng nữa để có chiến thắng chung cuộc 4-2 (người ghi bàn còn lại là Marco Asensio).
Chiến thắng ở hiệp phụ khiến NHM liên tưởng tới trận chung kết Champions League mùa giải 2013/2014. Khi ấy, Real Madrid cũng phải nhờ tới hiệp phụ và màn tỏa sáng của Ronaldo để thắng đối thủ cùng thành phố Atletico Madrid chung cuộc 4-1, qua đó có lần thứ 10 vô địch giải đấu danh giá nhập lục địa già cấp CLB.
Ở trận lượt về tứ kết còn lại, Leicester City và Atletico Madrid cầm chân nhau với tỷ số hòa 1-1. Saul Niguez mở tỷ số cho Atletico Madrid trong hiệp 1, còn Jamie Vardy là người gỡ hòa cho Leicester City trong hiệp 2. Chung cuộc, Atletico Madrid có chiến thắng 2-1 và giành vé vào bán kết Champions League. Đây cũng là lần thứ 3 trong 4 mùa gần nhất, họ làm được điều này.
