Dalam 2 kali 15 menit tak ada gol tercipta. Pertandingan pun harus ditentukan dengan adu penalti.
Dalam babak tos-tosan ini, kedua tim sampai masing-masing sampai harus melakukan tujuh kali tendangan untuk menentukan pemenang. Lima penendang Prancis yakni Kylian Mbappe, Aurelien Tchouameni, Randal Kolo Muani, Desire Doue, dan Dayot Upamecano berhasil. Hanya Jules Kounde dan Theo Hernandez yang gagal.
Sementara Kroasia hanya empat eksekutornya yang berhasil, yakni Nikola Moro, Mario Pasalic, Kristijan Jakic, dan Duje Caleta-Car. Tiga penendang, yakni Martin Baturina, Franjo Ivanovic, dan Josip Stanisic gagal. Sehingga Prancis menang adu penalti 5-4 dan berhak ke semifinal.
Adu penalti juga harus dilakukan Timnas Spanyol vs Belanda di Estadio de Mestalla, Valencia. Kondisi itu terjadi setelah kedua tim bermain imbang 2-2 hingga akhir waktu normal.
Dua gol Spanyol dua di antaranya dicetak Mikel Oyarzabal (8’-penalti, 67’). Sedangkan Timnas Belanda mencetak gol lewat eksekusi penalty Memphis Depay (54’), dan Ian Maatsen (79’).