Första gången som Thiem tog ett game var vid 0-3 i andra set. Efter 52 minuters spel lyckades Thiem ro hem gamet efter att ha utnyttjat sin andra gameboll efter en tung serve som Nadal inte lyckades hålla innanför linjerna.
Österrikaren fick ett öronbedövande bifall av publiken i solgasset som fick se matchen förlängas en stund. Thiem stretade emot och tog även ett game till i egen serve innan det var över.
Avgjorde på första matchbollen
Nadal, som var omöjlig att komma åt i egen serve, behövde bara en matchboll innan det var över. I semifinalen väntar bulgaren Grigor Dimitrov. Nadal har enorma tio titlar i Monte Carlo och en elfte inom räckhåll.
Fursten Albert II av Monaco fanns på plats i ett Vip-bås och såg matchen på Rainier III av Monaco-banan, namngiven av hans far som avled 2005.