Mazzarri e Pioli dimostrano da subito di tenere molto alla competizione e schierano la miglior formazione possibile, praticamente dimenticandosi del turnover. Il tecnico granata, che deve fare a meno di Zaza, ritrova Sirigu tra i pali e in avanti sceglie la coppia Iago Falque-Belotti, mentre l'allenatore della viola lascia fuori Simeone e lancia Muriel dal 1' nel tridente con Mirallas e Chiesa. Mentre sugli spalti i 17mila tifosi presenti fanno festa (le due tifoserie sono gemellate da anni in chiave anti juventina) a partire meglio è la Fiorentina, che prende in mano le redini del gioco e ci prova dal limite con Veretout. Il Toro risponde con il colpo di testa a lato di Ola Aina, ci prova anche Belotti in acrobazia, ma la gara è molto equilibrata e in generale le occasioni sono poche. La migliore dei primi 45' arriva verso la metà del primo tempo, quando Muriel sfonda a sinistra e mette in mezzo per Chiesa, anticipato da Nkoulou un attimo prima di concludere nella porta sguarnita. Sul corner che ne consegue proteste viola per un fallo di mano in area di Meite, ma Abisso va a rivedere l'azione al Var e valuta che non ci siano i presupposti per assegnare il rigore. La Fiorentina è più propositiva e come sempre si difende con grande ordine, ma la gara resta molto povera di emozioni fino agli ultimi minuti della prima frazione, quando i viola ci provano prima con Veretout e poi con Mirallas, ma trovano Sirigu sempre pronto. Si va al riposo sul risultato di 0-0.

La ripresa inizia con gli stessi 22 in campo e con la prima vera grande occasione per il Torino, pericolosissimo prima con l'azione personale di Iago Falque e poi con il sinistro di Belotti, che però non trova lo specchio della porta (48'). Rispetto al primo tempo, in avvio il Toro sembra un'altra squadra e mette alle corde i viola, che si salvano grazie a Lafont. Pioli capisce che deve cambiare qualcosa, richiama in panchina Mirallas e schiera Gerson largo nel tridente, ma l'ex Roma compie un clamoroso errore e mette Iago Falque a tu per tu col portiere viola, che di piede respinge (62'). Intorno al 20esimo della ripresa finisce anche la prima gara ufficiale con la Fiorentina di Muriel, che lascia il posto a Simeone dopo una prestazione piuttosto anonima. La squadra toscana cambia in attacco e il Toro è pericoloso coi difensori, De Silvestri va vicinissimo al vantaggio di testa a poco più di un quarto d'ora dal termine e qualche minuto più tardi si vede annullare il gol dell'1-0 per fuorigioco (79'). Gol che alla fine arriva a pochissimi minuti dal 90' per la Fiorentina: Simeone va via a Djidji e scappa in contropiede, il suo tiro è respinto da Sirigu, ma sulla ribattuta si avventa Chiesa che firma il gol qualificazione. Nei 7 minuti di recupero concessi da Abisso il Toro ci prova alla ricerca del pari, ma la viola regge bene l'urto e anzi trova anche il raddoppio con una fuga in contropiede di Chiesa, che di esterno chiude il match e manda i viola ai quarti di finale. 

Torino-Fiorentina 0-2

TORINO (3-5-2): Sirigu; Izzo, Nkoulou (26'st Lyanco), Djidji; De Silvestri, Baselli (32'st Lukic), Rincon, Meite, Aina (44'st Berenguer); Falque, Belotti. A disp: Ichazo, Rosati, Lyanco, Bremer, Ansaldi, Lukic, Berenguer, Edera, Parigini, Damascan. All: Mazzarri

FIORENTINA (4-3-3): Lafont; Milenkovic, Pezzella, Vitor Hugo, Biraghi, Benassi (42'st Dabo), Veretout, Edimilson; Chiesa, Muriel (18'st Simeone), Mirallas (6'st Gerson). A disp: Dragowski, Brancolini, Hancko, Norgaard, Ceccherini, Gerson, Eysseric, Dabo, Laurini, Thereau, Pjaca, Simeone. All: Pioli

Arbitro: Abisso
Marcatori: 42' e 47'st Chiesa
Ammoniti: Benassi, Milenkovic, Veretout, Pezzella (F), Aina (T)
Espulsi:

Federico Chiesa ha realizzato la sua prima doppietta in carriera in tutte le competizioni con la maglia della Fiorentina.
La Fiorentina ha superato gli ottavi di finale in sei delle ultime sette edizioni della Coppa Italia.
La Fiorentina ha sempre segnato due gol a partita in tre delle ultime cinque sfide esterne disputate in Coppa Italia.
Per la prima volta il Torino ha riportato una sconfitta in casa contro la Fiorentina in Coppa Italia, dopo che i granata erano rimasti imbattuti nei cinque precedenti interni nella competizione contro i Viola (2V, 3N).
Il Torino è stato eliminato agli ottavi di finale in otto delle ultime dieci edizioni di Coppa Italia, dopo che aveva superato questo turno in 10 delle 11 partecipazioni precedenti al torneo.
Il Torino non ha realizzato alcun tiro nello specchio al termine della partita: solo contro l'Atalanta in campionato i granata non non avevano centrato lo specchio nel corso dell'intero match in questa stagione.
Il Torino non ha trovato il gol in un match casalingo di Coppa Italia per la prima volta dal novembre 2004, quando i granata furono eliminati agli ottavi con lo stesso punteggio odierno (Torino-Sampdoria 0-2).
Nikola Milenkovic è stato il giocatore ad aver giocato più palloni nel corso della partita (78).