Efter att slovenskan Shante Evens boll snurrade på ringen, vände Belgien på spelet och Julie Allemand, som stod för 25 poäng, satte en trea till 66–65 med 48 sekunder kvar och det var precis vad laget behövde för att till slut vinna med fem poäng.
För Belgien väntar nu ett kvartsfinalmöte med guldfavoriten Frankrike. När EM avgjordes för två år sedan slutade Frankrike tvåa och Belgien trea. Ryssland, som vann åttondelsfinalen mot Italien med 63–54, möter Spanien.
EM-slutspelets övriga två kvartsfinaler, som spelas på torsdag, är Ungern–Storbritannien och Serbien–Sverige.
Semifinalerna avgörs på lördag och bronsmatch samt final spelas på söndag.