Dopo lo 0-0 dell'andata, in avanti Simeone si affida al tandem Griezmann-Ferreira Carrasco, con Gabi ed Augusto Fernandez in mezzo al campo e Saul e Koke sulle fasce. Cocu opta invece per un prudente 5-3-2, con De Jong e Locadia in attacco e Van Ginkel, Propper e Guardado in mediana. Gli spagnoli partono forte, tenendo alto il pressing e spingendo soprattutto sulle corsie esterne. Griezmann è l'uomo in più di Simeone, ma la manovra dei Colchoneros sbatte contro il muro olandese e col passare dei minuti il Psv guadagna metri e coraggio. De Jong prova a fare reparto da solo, ma i centrali biancorossi fanno buona guardia. Al quarto Zoet si supera su Griezmann, imbeccato perfettamente da Koke. Poi tocca a Oblak fermare un pericoloso cross di Van Ginkel per Locadia. Col match bloccato e l'Atletico poco brillante, salgono in cattedra le difese. Da una parte Bruma ci mette il fisico, dall'altra Gimenez e Godin chiudono tutti i varchi. Simeone, preoccupato, si agita in panchina. E l'Atletico, spinto dal Vicente Calderon, torna ad attaccare, impegnando ancora Zoet. Alla fine del primo tempo è un tiro al bersaglio verso la porta olandese, ma il fortino del Psv resiste. 

Nella ripresa il Cholo sposta Carrasco sulla sinistra e piazza Saul dietro Griezmann. E la squadra di Cocu va in affanno sulla corsia destra, con Zoet costretto ancora agli straordinari. Col punteggio inchiodato sullo 0-0, Simeone getta Torres nella mischia e aumenta il peso dell'attacco. Ma è il Psv a rendersi subito pericoloso, con Oblak che devia sul palo un destro velenoso di Locadia e De Jong che non riesce a ribadire in rete. Scampato il pericolo, il tecnico biancorosso incita i tifosi e i Colchoneros rispondono con un missile di Felipe Luis che scalda le mani a Zoet. Da una parte l'Atletico prova a fare la partita, dall'altra il Psv si difende con i denti nel tentativo di allungare il match il più possibile, puntando ai rigori. Col passare dei minuti, la partita si scalda e Torres prova a rompere gli equilibri prima con una bella azione personale, poi con un palonetto che esce di poco. In apnea, il Psv porta tanti uomini sotto la linea della palla. Anche l'Atletico però è sulle gambe e non riesce ad affondare il colpo. A 5' dal termine ci prova ancora Torres, ma Zoet devia sul palo il sinistro dello spagnolo e i 90' non bastano per decidere il doppio confronto. 

Ai supplementari Hernandez fallisce subito il colpo del ko di testa su calcio d'angolo, ma le forze sono poche e anche le occasioni. Griezmann è poco lucido e pasticcia, De Jong invece non riesce più a tenere palla e a far respirare i compagni. E così due tra le migliori retroguardie d'Europa si concentrano soltanto sulla fase difensiva, portando la gara alla lotteria dei rigori. Dopo una serie infinita, giusto epilogo di un match equilibratissimo, dal dischetto l'unico a sbagliare è Narsingh. Per la gioia di Simeone, che vola ai quarti e si gode l'abbraccio del Calderon. L'Atletico è ancora tra le otto big della Champions. 

Atletico Madrid (4-4-2): Oblak; Filipe Luis, Gimenez, Godin (43' st Hernandez), Juanfran; Saul, Augusto Fernandez (10' st Torres), Gabi, Koke; Griezmann, Carrasco (29' st Kranevitter). 

A disp.: Moya, Correa, Gamez, Vietto. All.: Simeone

Psv (5-3-2): Zoet; Arias, Bruma, Isimat-Mirin, Hector Moreno, Willems (29' st Brenet); Propper, Guardado, Van Ginkel; De Jong (12' sts Narsingh), Locadia (42' st Lestienne). 

A disp.: Pasveer, Hendrix, Jozefzoon, Schaars. All.: Cocu

Arbitro: Clattenburg (Ing)

Marcatori: -

Ammoniti: Locadia, De Jong (Psv)

Espulsi: -
Sequenza rigori: Van Ginkel (Gol), Griezmann (Gol), Guardado (Gol), Gabi (Gol), Propper (Gol), Koke (Gol), Bruma (Gol), Saul (Gol), Moreno (Gol), Torres (Gol), Lestienne (Gol), Gimenez (Gol), Arias (Gol), Filipe Luis (Gol), Narsingh (traversa), Juanfran (Gol)